Giáo trình Vật liệu cơ khí

ọc sinh tiếp thu các môn khác. Nội dung giáo trình gồm 6 chương: Chương 1: Gang. Chương 2: Thép. Chương 3: Kim loại màu và hợp kim màu. Chương 4: Vật liệu phi kim loại. Chương 5: Nhiệt luyện và hóa nhiệt luyện. Chương 6: Dầu, mỡ bôi trơn, nhiên liệu và dung dịch làm mát. Trong quá trình biên soạn mặc dù đã cố gắng, nhưng chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót do thời gian biên soạn còn ngắn và trình độ còn hạn chế. Rất mong được sự góp ý của người sử dụng để giáo trình được hoàn thiện hơn. Tác giả Ths. Hoàng Anh Thái 4 HƯỚNG DẪN CHƯƠNG TRÌNH 1. Một số điểm chính về phương pháp giảng dạy môn học: Khi giảng dạy giáo viên cần chú ý liên hệ, so sánh, chuyển đổi ký hiệu tiêu chuẩn vật liệu giữa các quốc gia. Khi giảng dạy sử dụng các học cụ trực quan, máy tính, máy chiếu, tranh treo tường để mô tả tổ chức kim loại, giản đồ trạng thái Fe-C và các biểu đồ chỉ dẫn nhiệt luyện. 2. Những trọng tâm cần chú ý: Chỉ dẫn nhiệt luyện chú ý sử dụng ký hiệu đồ họa cơ bản theo TCVN mới ban hành (các tiêu chuẩn này đã được chuyển đổi từ tiêu chuẩn quốc tế ISO 15787:2001). Sử dụng các mô hình, trực quan vật thật để làm rõ vấn đề nêu ra trong lý thuyết. Cần hướng dẫn cho học sinh tìm hiểu trong thực tế sản xuất ở xưởng và tổ chức trao đổi, thảo luận các vấn đề liên quan giữa lý thuyết và thực tế. 5 MỤC LỤC Trang Lời nói đầu 3 Hướng dẫn thực hiện giáo trình 4 Mục lục 5 Chương 1: Gang 6 1. Giản đồ trạng thái hợp kim Fe - C. 6 2. Khái niệm về Gang. 9 3. Các loại Gang. 11 Chương 2: Thép 17 1. Thép C 17 2. Thép hợp kim 22 Chương 3: Kim loại màu và hợp kim màu 32 1. Đồng và hợp kim của đồng 32 2. Nhôm và hợp kim của nhôm 36 3. Hợp kim làm ổ trượt 39 Chương 4: Vật liệu phi kim loại. 43 1. Polyme, Cao su, Chất dẻo. 43 2. Ami ăng và compozit. 45 Chương 5: Nhiệt luyện và hóa nhiệt luyện 48 1. Nhiệt luyện 48 2. Hóa nhiệt luyện 58 Chương 6: Dầu, mỡ bôi trơn, nhiên liệu và dung dịch làm mát. 61 1. Dầu, mỡ bôi trơn. 61 2. Dung dịch làm mát. 67 3. Nhiên liệu. 68 Tài liệu tham khảo 71 6 CHƯƠNG 1: GANG 1. GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI HỢP KIM Fe – C. 1.1. Khái niệm. Là biểu đồ chỉ rõ sự phụ thuộc của tổ chức hợp kim Fe - C (cụ thể là gang và thép) vào thành phần hóa học và nhiệt độ. 1.2. Các định nghĩa cơ bản. Trước khi nghiên cứu giản đồ, ta cần thống nhất các định nghĩa cơ bản sau: 1.2.1. Pha. Là các phần đồng nhất của hệ thống nó có cùng một kiểu mạng ở cùng một trạng thái lỏng hoặc rắn và phân cách với các pha còn lại bằng mặt phân cách, khi chuyển sang pha khác thì thành phần hóa học hoặc tổ chức của vật chất sẽ thay đổi đột ngột. Ví dụ: chất lỏng đồng nhất là hệ thống một pha. Hỗn hợp cơ học là hệ thống hai pha. 1.2.2. Nguyên. Là vật chất tham gia tạo thành hệ thống. Ví dụ: kim loại nguyên chất là hệ thống một nguyên, hợp kim là hệ thống của hai hay nhiều nguyên. Riêng các hợp chất hóa học được coi là một nguyên. 1.2.3. Hệ thống. Là tập hợp các pha nằm trong trạng thái cơ bản và cân bằng. Hệ thống thì có tính thuận nghịch. Ví dụ có hệ thống là nước và nước đá, trong hệ thống có hai pha là pha rắn và pha lỏng và có một nguyên là hợp chất hóa học là H2O. Hệ thống chỉ tồn tại trong một điều kiện nào đó (nhiệt độ), có thể hệ thống sẽ chuyển sang trạng thái lỏng hoặc rắn. 1.3. Ý nghĩa của giản đồ. Giản đồ trạng thái Fe-C có tầm quan trọng và công dụng rất lớn. Nó cho ta biết các nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ chuyển biến pha của kim loại hoặc hợp kim với thành phần xác định, từ đó xác định được các chế độ luyện đúc, cán, rèn kim loại. Qua đó xác định được cơ tính và tính công nghệ khi gia công kim loại hoặc hợp kim. 1.4. Giản đồ trạng thái Fe – C. Giản đồ trạng thái Fe – C (chỉ xét hệ Fe-Fe3C) biểu diễn trên hệ trục tung là nhiệt độ (0C) và trục hoành là thành phần C (%C) thay đổi trong Fe đến tối đa phạm vị thành phần C = 6,67%, tại đây C tác dụng hóa học với Fe để tạo thành hợp chất hóa học Fe3C. Cần hiểu: Tại điểm 0%C có 100%Fe được ký hiệu Fe, tại 6,67%C có 100%Fe3C được ký hiệu Fe3C. 1.4.1. Giải thích giản đồ trạng thái Fe-C. Giản đồ trạng thái Fe-C trình bày hình 2-1 với các ký hiệu A,B(t0C, %C) đã được quốc tế hóa (là sắp xếp các điểm theo thứ tự %C tăng dần) như sau: 7 A(1539-0), N(1392-0), G(911-0), Q(0-0,006), P(727-0,02), H(1499-0,1), J(1499-0,16), B(1499-0,5), S(727-0,8), E(1147-2,14), C(1147-4,3), D(1250-6,67), F(1147-6,67), K(727-6,67), L(0-6,67) Cấu tạo hệ hợp kim Fe-C ở trạng thái hoàn toàn lỏng được xác định trên các đường nối A B C D. Cấu tạo hệ hợp kim Fe-C ở trạng thái rắn được xác định dưới đường nối các điểm A H J E C F, có đủ ba dạng cấu tạo gồm các dung dịch rắn, hợp chất hóa học được tạo thành (bởi hai nguyên tố Fe và C) và hỗn hợp cơ học của nó. Hình 2-1. Giảm đồ trạng thái Fe-C 1.4.2. Các tổ chức pha của hệ hợp kim Fe-C trên giản đồ: a. Tổ chức một pha - Pha δ: Là dung dịch rắn của C hòa tan trong Feδ: Feδ(C), ký hiệu trên giản đồ là δ. - Pha ôstennít: được ký hiệu là chữ γ (As), là dung dịch rắn của C hòa tan trong Feγ, Feγ(C). Lượng C hòa tan tối đa 2,14% ở nhiệt độ 11470C tại điểm E và tối thiểu 0,8% ở nhiệt độ 7270C tại điểm S, nên đường SE là đường giới hạn hòa tan của của C trong Feγ. - Pha Ferít: ký hiệu là α (F) là dung dịch rắn ren kẽ của các bon trong sắt Feα Feα(C) ở nhiệt độ cao thì hòa tan được 0,02% C, có lượng C hòa tan tối đa 0,006% ở nhiệt độ thường là điểm Q, nên đường PQ là đường giới hạn hòa tan của C trong Feα có thể coi α là Feα vì lượng C hòa tan quá nhỏ nên Ferít được coi là nguyên chất, pha nay mềm dẻo. 8 - Pha Xêmentít: Ký hiệu trên giản đồ là Xe hoặc Fe3C, là hợp chất hóa học của Fe tác dụng hóa học với C khi C = 6,67%, có công thức hóa học Fe3C được xác định tại đường thẳng nối các điểm RKF, có độ cứng rất cao ≥ 700HB và rất giòn. Ngoài ra cơ tính của Xe còn phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của nó, kích thước càng nhỏ thì Xe càng đỡ giòn. Xêmentít có ba dạng: + Xêmentít1: ký hiệu là XeI được tiết ra từ pha lỏng có độ hạt lớn. + Xêmentít2: ký hiệu là XeII được tiết ra từ pha rắn ôstennít có độ hạt nhỏ hơn XeI. + Xêmentít3: ký hiệu là XeIII được tiết ra từ pha rắn Ferít có độ hạt nhỏ mịn. - Pha Grafít (G): là các bon tự do phân bố trong kim loại, pha này mềm nhưng giòn chỉ tồn tại trong gang xám. b. Tổ chức hai pha. - Pha Peclít (P): Khi C = 0,8% có hỗn hợp cơ học cùng tích gọi là peclit gồm hai pha (α + Xe). Được hình thành từ dung dịch rắn ôstennít tại 7270C. tùy theo dạng của Xe mà có P tấm hoặc là P hạt. - Pha lêđêburít (Lê): Khi C = 4,3% có hỗn hợp cơ học cùng tinh Lêđeeburit gồm hai pha được hình thành từ dung dịch lỏng L tại nhiệt độ 11470C. 1.4.3. Phân loại hợp kim Fe-C theo giản đồ trạng thái a. Dựa vào % C ta có + Thép: Là hợp kim sắt cácbon có hàm lượng %C < 2,14%. + Gang: Là hợp kim sắt cácbon có hàm lượng %C > 2,14%. b. Căn cứ vào tổ chức của nó trong giản đồ trạng thái ta có hai loại: Thép và Gang trắng. - Thép: + Thép trước cùng tích có tổ chức P+α khi %C < 0,8% + Thép cùng tích có tổ chức P(α+Xe) khi %C = 0,8% + Thép sau cùng tích có tổ chức P+XeII khi %C > 0,8% - Gang trắng: + Gang trắng trước cùng tinh có tổ chức: Lê + P + XeII khi %C < 4,3% + Gang trắng cùng tinh có tổ chức: Lê (P + Xe) khi %C = 4,3% + Gang trắng sau cùng tinh có tổ chức: Lê + XeI khi %C > 4,3% 1.4.4. Điểm và các đường tới hạn nhiệt độ: a. Định nghĩa: Là nhiệt độ tại đó có sự thay đổi cấu tạo bên trong của hợp kim ở trạng thái rắn. b. Các điểm tới hạn: - A1 = 7270C (đường PSK): Là nhiệt độ tới hạn mà tại đó hợp kim Fe-C có cấu tạo bên trong của tổ chức cùng tích thuận nghịch P↔ γ cụ thể: + Khi nung tại nhiệt độ tới hạn A1: Tại đó có chuyển biến P→ γ 9 + Khi làm nguội ở nhiệt độ tới hạn A1: Tại đó có sự chuyển biến γ → P Điểm nhiệt độ A1 áp dụng cho tất cả các loại hợp kim Fe-C - A3 = 7270 ÷ 9110C (đường SG): Là nhiệt độ tới hạn tại đó thép trước cùng tích có chuyển biến cấu tạo giữa pha α ↔ γ cụ thể: + Khi nung tại nhiệt độ tới hạn A3: α hòa tan hết vào γ + Khi làm nguội ở nhiệt độ tới hạn A3: α tách ra từ γ - Acm = 7270 ÷ 11470C (đường SE): Là nhiệt độ tới hạn tại đó cho phép thép sau cùng tích có chuyển biến cấu tạo giữa hai pha XeII ↔ γ cụ thể: + Khi nung tại nhiệt độ tới hạn Acm: XeII hòa tan hết vào γ + Khi làm nguội ở nhiệt độ tới hạn Acm: XeII tách ra từ γ 2. KHÁI NIỆM VỀ GANG. 2.1. Giới thiệu chung về gang. Gang là một kim loại được dùng nhiều trong công nghệ cơ khí chế tạo vì nó có nhiều tính chất đáp ứng được các yêu cầu trong công nghệ chế tạo máy. Trong các loại máy móc tĩnh tại, các chi tiết bằng gang có khối lượng khoảng 70%. 2.2. Khái niệm. Gang là hợp kim Sắt - Cácbon (Fe - C), trong đó lượng C = 2,14%, nhưng không lớn hơn 6,67%. Ngoài ra còn có các nguyên tố như Mn, S. P, Si và một số tạp chất khác. 2.3. Tính chất của gang: Gang có một số tính chất quan trọng sau đây: + Tính điền đầy khuôn trong gang, nhất là gang xám, tính chất này của gang rất quan trọng. Vì vậy các chi tiết máy không có yêu cầu đặc biệt thì thường dùng phương pháp đúc để tạo hình. Người ta dùng phương pháp đúc trong khuôn kim loại, đúc áp lực. Các phương pháp đúc này có thể tạo được các chi tiết có hình dạng, kết cấu phức tạp mà không cần gia công lại. Ví dụ đúc thân máy, nắp máy động cơ ôtô. + Độ bền cơ, bền nhiệt: Các loại gang, như gang cầu, gang hợp kim đều có độ bền cơ, bền nhiệt cao. Vì vậy người ta thường dùng gang chế tạo các chi tiết máy có yêu cầu cao về độ chịu mài mòn, ma sát, độ giãn nở vì nhiệt thấp. Ví dụ: Làm bánh đà động cơ ôtô, các xilanh lực của hệ thống thủy lực Tuy nhiên gang cũng có nhược điểm như tính hàn, tính cắt gọt kém, dẫn điện kém, độ bền mỏi nhỏ. Như vậy các chi tiết chịu lực dễ bị mỏi người ta không dùng gang. 2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của gang. 2.4.1. Cácbon (C): Nếu các bon chứa trong gang dạng hợp chất hóa học Xementít thì gang đó gọi là gang trắng, nếu C ở trạng thái tự do thì gang đó gọi là gang xám (Grafít). Sự tạo thành các loại gang khác nhau phụ thuộc vào thành phần hóa học và tốc độ nguội 10 của nó. Nếu tốc độ nguội nhanh thì được gang trắng, tốc độ nguội chậm thì được gang xám. 2.4.2. Silic (Si): Là nguyên tố ảnh hưởng nhiều nhất đến cấu trúc tinh thể của gang vì nó thúc đẩy sự tạo thành Grafít trong gang xám, do vậy thành phần Si thường cao (1 đến 4,25%). 2.4.3. Mangan (Mn): Nó thúc đẩy sự tạo thành gang trắng và ngăn cản quá trình Grafít hóa vì vậy lượng Mn trong gang trắng thường cao (từ 2 đến 2,5%). 2.4.4. Phốt pho (P): Là nguyên tố có hại trong gang, nó làm giảm độ bền, tăng độ giòn của gang. Tuy nhiên P lại làm tăng tính chảy loãng của gang khi đúc. 2.4.5. Lưu huỳnh (S): Là nguyên tố có hại trong gang, nó làm giảm tính đúc, giảm độ bền, làm cho gang giòn. Do đó thành phần của S trong gang thường nhỏ hơn 0,15%. 2.5. Tổ chức tế vi, thành phần hóa học 2.5.1. Tổ chức tế vi: Đặc điểm về tổ chức tế vi quan trọng nhất chi phối các đặc điểm khác là phần lớn hay toàn bộ các bon trong các gang chế tạo máy ở dạng tự do hay Graphit (rất ít hoặc không có các bon ở dạng liên kết hay cacbít). Tổ chức tế vi của gang được chia thành hai phần: phần phi kim loại là Graphit hay cacbon tự do và phần còn lại là nền kim loại với các tổ chức khác nhau: - Pherit: khi toàn bộ C ở trạng thái tự do. - Pherit – Peclit: Khi phần lớn C ở trạng thái tự do và rất ít C ở dạng liên kết. Các gang khác nhau chỉ là ở dạng của graphit. + Graphit có dạng tấm, phiến, lá: Là dạng tự nhiên khi đúc (gang xám). + Graphit có dạng quả cầu tròn: Phải qua biến tính đặc biệt (gang cầu). + Graphit có dạng cụm (tụ tập lại thành đám) qua phân hoá từ Xêmentit ( gang dẻo). Chính sự khác nhau của dạng Graphit mà gang có cơ tính và công dụng khác nhau. 2.5.2. Thành phần hoá học và cách chế tạo. Để có được graphit và graphit với các dạng khác nhau. Mỗi loại gang phải có những đặc điểm riêng về thành phần hoá học và cách chế tạo. - Thành phần hoá học: Bản thân cacbon cũng là yếu tố thúc đẩy sự tạo thành graphit. Trong số các nguyên tố trong gang, nguyên tố silic có ảnh hưởng mạnh nhất đến sự tạo thành graphit. Lượng silic càng nhiều thì sự graphit hoá càng mạnh, cacbon liên kết (Xêmentit) càng ít hoặc thậm chí không có. Vì vậy về cơ bản người ta coi gang là hợp kim của ba cấu tử Fe – C – Si. 11 Trong gang cũng còn có các nguyên tố khác thúc đẩy tạo thành cacbit (còn gọi là gây hoá trắng gang) hay chống lại graphit hoá. Chúng được đưa vào có chủ định hoặc chúng là các tạp chất. Bảng 2-1. Thành phần hoá học của gang Loại Gang C Si Mn S P Trắng 3,3 – 3,6 0,4 – 1,2 0,25 – 0,8 0,06 – 0,20 0,05 – 0,20 Xám 3,0 – 3,7 1,2 – 2,5 0,25 – 1,00 < 0,12 0,05 – 1,00 Cầu 3,0 – 4,0 1,8 – 3,0 0,10 – 0,80 < 0,03 < 0,01 Dẻo 2,0 – 2,6 1,0 – 1,6 0,20 – 1,00 0,04 – 0,20 < 0,20 - Tốc độ nguội khi đúc và cách chế tạo. Yếu tố ảnh hưởng đến graphit hoá là tốc độ nguội khi đúc. Làm nguội chậm sẽ thúc đẩy tạo thành graphit, làm nguội nhanh thúc đẩy tạo thành cacbit (tạo ra gang trắng hoặc gây biến trắng). Như vậy lượng Si và tốc độ nguội ảnh hưởng lớn đến sự tạo thành graphit, còn các dạng graphit khác nhau được tạo thành bằng các phương pháp khác nhau. Gang xám với graphit tấm được hình thành dễ dàng và đơn giản nhất bằng đúc thông thường. Gang cầu với graphit cầu được hình thành từ biến tính đặc biệt gang lỏng thông dụng (gang xám) 3. CÁC LOẠI GANG. 3.1. Gang trắng. 3.1.1. Thành phần và tổ chức C. a. Thành phần: C = (3,3 ÷ 3,6) % Si = (0,4 ÷ 1,2 )% Mn= (0,25 ÷ 0,8)% S = (0,06 ÷ 0,2)% P = (0,05 ÷ 0,1) % b.Tổ chức C: Tồn tại ở dạng Fe3C pha này chiếm tỷ lệ rất lớn (50% trong tổ chức của gang) 3.1.2. Tính chất. a. Lý tính: Trên bề mặt gãy của gang có màu sáng trắng do Cacbon ở dạng hợp chất hóa học Fe3C do đó gọi là gang trắng b. Cơ tính: 12 Do Cacbon ở dạng Fe3C nên gang rất cứng (650÷700)HB và giòn. Do đó không thể gia công cắt gọt, không thể dùng gang trắng để làm các chi tiết máy có độ chính xác cao. + Độ dẻo, độ bền thấp. + Có khả năng chịu mài mòn tốt. c. Tính kinh tế. Phương pháp chế tạo gang trắng đơn giản, giá thành rẻ. 3.1.3. Công dụng. - Do gang trắng rất cứng và có tính chống mài mòn tốt nên được dùng làm các chi tiết yêu cầu độ cứng cao ở bề mặt làm việc trong điều kiện chịu mài mòn như: bi nghiền, bề mặt trục cán, mép lưỡi cày, bề mặt vành bánh xe lửa - Cần chú ý là không làm toàn bộ chi tiết bằng gang trắng, vì như vậy dễ bị gãy, vỡ, nên chỉ tạo cho lớp bề mặt là gang trắng còn lõi vẫn là gang Graphit. Muốn bề mặt bị biến trắng, người ta làm nguội nhanh bề mặt vật đúc. - Phần lớn gang trắng được dùng để sản xuất thép, một phần được dùng để ủ thành gang dẻo. 3.2. Gang xám. 3.2.1.Thành phần và tổ chức C. a. Thành phần. C = (3 ÷ 3,7)% Si = (1,2 ÷ 2,5 )% Mn = (0,25÷1,0)% S < 0,12% P = (0,05÷ 1,0) % b. Tổ chức tế vi. Gang xám là loại gang mà phần lớn Cacbon ở dạng tự do (gọi là Graphit). Graphit trong gang xám có dạng tấm (hay phiến) cong tự nhiên. Do graphit có màu xám nên mặt gãy của gang có màu xám. c. Phân loại. Tùy theo mức độ tạo thành Graphit mạnh hay yếu, gang xám được chia ra các tổ chức sau : - Gang xám Ferit: Có mức độ tạo thành Graphit mạnh nhất, tất cả Cacbon đều ở dạng tự do, không có xementit, chỉ có 2 pha: Graphit và nền kim loại là Ferit. - Gang xám Ferit - Peclit: Có mức độ tạo thành Graphit mạnh, lượng Cacbon liên kết (Fe3C) chỉ khoảng 0,1 ÷ 0,6% tạo ra nền kim loại Ferit – Peclit. - Gang xám Peclit: Có mức độ tạo thành Graphit bình thường, lượng Fe3C khoảng 0,6 ÷ 0,8 % tạo nên nền kim loại Peclit. 3.2.2. Tính chất 13 a. Lý tính. - Dẫn điện, dẫn nhiệt kém hơn so với thép. - Nhiệt độ nóng chảy thấp. b. Cơ tính. - Do Graphit có độ cứng, độ bền thấp hơn Xementit nên gang xám có độ cứng, độ bền thấp hơn gang trắng nhiều (150 ÷ 250) HB; (150 ÷ 400) N/mm2 - Độ dẻo, độ bền thấp hơn thép. - Không chịu nhiệt, biến dạng và va đập. c. Tính công nghệ. - Có tính cắt gọt cao, cho phoi vụn. - Tính đúc tốt hơn thép. - Có khả năng khử cộng hưởng và tự bôi trơn tốt (hệ số ma sát nhỏ). d. Tính kinh tế. Chế tạo gang xám đơn giản hơn so với thép. 3.2.3. Phạm vi sử dụng. Dùng để chế tạo các sản phẩm đúc có đặc điểm: Kích thước sản phẩm lớn, kết cấu phức tạp, các chi tiết không chịu va đập khi làm việc mà chịu nén là chủ yếu, các chi tiết cần giảm rung động khi làm việc và có khả năng tự bôi trơn. VD: Thân, bệ máy, các ổ trượt, bánh răng chịu tải trọng nhỏ. 3.2.4. Ký hiệu. - Theo tiêu chuẩn Nga: Gang xám được ký hiệu bằng hai chữ CЧ : Với 2 số chỉ giới hạn bền kéo và giới hạn bền uốn, đơn vị l kG/mm2 VD : CЧ 24-44 là gang xám có giới hạn bền kéo σk = 24 kG/mm2 (240N/mm2); Giới hạn bền uốn σu = 44 kG/mm2 (440N/mm2) - Thường dùng các loại gang xám CЧ 12-28 ; CЧ 15-32; CЧ 21-40; CЧ 24-44 - Theo tiêu chuẩn Việt Nam: gang xám được ký hiệu bằng hai chữ GX và 2 số giống tiếp theo giống như ký hiệu của Nga. Bảng 2-2. Cơ tính của gang xám (Theo TCVN 1659 - 75) Số hiệu gang Giới hạn bền kéo (kG/mm2) Độ giãn dài (δ%) Giới hạn bền uốn (kG/ mm2) Giới hạn bền nén (kG/mm2) Độ cứng HB GX 12 - 28 12 0,5 28 50 143 - 259 GX 18 - 36 18 0,5 36 70 170 - 229 GX 28 - 48 28 0,5 48 100 170 - 241 GX 35 - 56 35 0,5 56 110 197 - 269 GX 38 - 60 38 0,5 60 110 270 - 269 14 3.3. Gang dẻo. 3.3.1. Thành phần và tổ chức C. a. Thành phần: C = (2,0 ÷ 2,6)%; Si = (1,0 ÷ 1,6)%; Mn = (0,2 ÷ 1,0)%; S < 0,03%; P = 0,2 % b. Tổ chức tế vi: ở dạng cụm bông. c. Chế tạo: Ủ gang trắng thành gang dẻo. Gang lỏng Đúc Gang trắng Fe3C Gang trắng Ủ Gang dẻo 3.3.2. Tính chất. Do Graphit tập trung đều, gọn hơn nên gang dẻo có độ dẻo cao và bền hơn gang xám (σk = 300 ÷ 600N/mm2; δ= 5 ÷ 10%) 3.3.3. Phạm vi sử dụng. Gang dẻo có cơ tính tổng hợp tốt hơn gang xám nhưng đắt do quá trình nấu luyện chế tạo lâu, tốn nhiệt và thời gian ủ nên gang dẻo chủ yếu được dùng làm chi tiết máy, đồng thời thỏa mãn các yêu cầu sau: - Hình dạng phức tạp. - Tiết diện (thành) mỏng. - Chịu va đập. 3.3.4. Ký hiệu. - Theo tiêu chuẩn Nga: Gang dẻo được ký hiệu bằng hai chữ KЧ tiếp theo là hai số cách nhau bằng gạch nối, mỗi số gồm hai chữ số. Số thứ nhất biểu hiện giá trị bền kéo giới hạn σk (kG/mm2), số thứ hai biểu thị giá trị độ dãn dài tương đối δ (%). Các loại gang dẻo thường dùng: KЧ 30-06, KЧ 33-08, KЧ 37-12, KЧ 45-12, KЧ 56- 04 - Theo tiêu chuẩn Việt Nam: Gang dẻo được ký hiệu bằng hai chữ GZ và 2 số giống tiêu chuẩn Nga. Ví dụ GZ 33 - 08 gang dẻo có độ bền kéo giới hạn σk = 33 kG/mm2 và độ dãn dài tương đối là δ = 0,8% . Bảng 2-3. Cơ tính của gang dẻo (Theo TCVN 1661 - 75) Số hiệu gang Giới hạn bền kéo (KG/mm2) Độ giãn dài (δ%) Độ cứng HB Nguội nhanh to=(860÷ 900)0 C Hình 2-2. Gang dẻo 15 GZ 30 - 06 30 6 163 GZ 33 - 08 33 8 163 GZ 35 - 10 35 10 163 GZ 37 - 12 37 12 163 GZ 45 - 06 45 6 241 GZ 50 - 04 50 4 264 3.4. Gang cầu. 3.4.1 Thành phần và tổ chức C. a. Thành phần: C = (3,0 ÷ 4,0%); Si = (1,8 ÷ 3,0)% ; Mn = (0,10 ÷ 0,8)%; S < 0,03% ; P < 0,2% ; b. Tổ chức tế vi: Graphit thu nhỏ, hình cầu do có chất biến tính Mg hoặc Ce (Xeri) Hình 2-3. Gang cầu c. Chế tạo gang cầu: Gang lỏng (0,05 -1)% Mg hoặc Ce (Xêri) Gang cầu. 3.4.2.Tính chất. - Có độ dẻo dai và cấu trúc bền chặt vì nền kim loại ít bị chia cắt (Graphit hình cầu dạng thu gọn nhất). - Có cơ tính tổng hợp cao gần như thép. - Gang cầu vừa có tính chất của gang, vừa có tính chất của thép. - Các chi tiết máy làm bằng gang cầu có thể làm việc và bền vững ở nhiệt độ 400oC. 3.4.3. Phạm vi sử dụng. Để chế tạo các chi tiết máy quan trọng thay cho thép như trục cán, thân tuốc - bin, trục khuỷu và các chi tiết quan trọng khác. 16 3.4.4 Ký hiệu. - Theo tiêu chuẩn Nga: Gang cầu được ký hiệu bằng hai chữ BЧ tiếp theo là hai số cách nhau bằng gạch nối, mỗi số gồm hai chữ số. Số thứ nhất biểu hiện giá trị bền kéo giới hạn σk (kG/mm2), số thứ hai biểu thị giá trị độ dãn dài tương đối δ (%). Ví dụ BЧ 38-17 là gang cầu có σk = 380N/mm2, δ = 17% - Theo tiêu chuẩn Việt Nam: Gang cầu được ký hiệu bằng hai chữ GC và 2 số tương ứng như tiêu chuẩn Nga - Các loại gang cầu thường dùng BЧ 38-17; BЧ 42-12 Bảng 2-4. Cơ tính của gang cầu (Theo TCVN 1660 - 75) Số hiệu gang Giới hạn bền kéo (KG/mm2) Giới hạn quy ước khi kéo (KG/mm2) Độ giãn dài (δ%) Độ dai va đập (KJ/m2) Độ cứng HB GC 45 - 00 45 36 --- --- 187 - 255 GC 50 - 1,5 50 38 1,5 150 187 - 255 GC 60 - 02 60 42 2 150 197 - 269 GC 45 - 05 45 33 5 200 170 - 207 GC 40 - 10 40 30 10 300 156 - 197 Câu hỏi ôn tập chương 1 Câu 1:Trình bày thành phần hóa học, tính chất, kí hiệu theo tiêu chuẩn Việt Nam và công dụng của gang xám, gang dẻo và gang cầu. Câu 2: Kẻ bảng và liệt kê thành phần hóa học của gang trắng, xám, cầu và gang dẻo. Câu 3: Cho biết các điểm tới hạn trên giản đồ trạng thái Fe-C. Câu 4: Giải thích các ký hiệu sau: GX 12 - 28; GC 40 - 10; GZ 37 – 12; GZ 45 – 6. Câu 5: Cho biết phân loại hợp kim Fe - C theo giản đồ trạng thái. Câu 6: Giải thích các ký hiệu sau: CЧ 15-32; GX 18 – 36; KЧ 37-12; BЧ 42-12. 17 CHƯƠNG 2: THÉP 1. THÉP CÁC BON. 1.1. Khái niệm và phân loại. 1.1.1. Khái niệm: Thép là hợp chất của sắt và cacbon có hàm lượng C < 2,14%, ngoài ra còn có các nguyên tố khác Si < 0,5%, P < 0,05%, S < 0,05%. 1.1.2. Phân loại: Hiện nay người ta có nhiều cách phân loại thép cácbon. a. Theo mức độ sạch tạp chất từ thấp đến cao. - Thép C chất lượng thường: Lượng P, S chỉ khử được đến 0,05 % cho mỗi nguyên tố. - Thép C chất lượng tốt: Lượng P, S được khử đến 0,04% cho mỗi nguyên tố và thép được luyện bằng lò điện quang. - Thép C chất lượng cao: Lượng P, S được khử đến 0,03% cho mỗi nguyên tố và thép được luyện bằng lò điện quang với các biện pháp kỹ thuật bổ xung. - Thép C chất lượng rất cao: P, S được khử đến 0,02% cho mỗi nguyên tố và thép được luyện bằng lò điện quang tiếp tục được tinh luyện để khử tạp chất. b. Theo phương pháp khử oxi. - Thép sôi. Là loại không khử được ôxi triệt để. Quá trình khử khí CO bay lên, mặt thép lỏng chuyển động như thể bị sôi nên gọi là thép sôi. Loại này vẫn còn các bọt rỗ khí trong thỏi đúc. - Thép lặng. Là loại khử ô xi triệt để. Quá trình khử mặt thép lỏng luôn phẳng nặng nên có tên gọi là thép lặng. Thép lặng trong tổ chức không có rỗ khí nên có cơ tính cao hơn thép sôi. c. Theo công dụng. - Nhóm thép cacbon kết cấu: Trong nhóm này lại chia ra làm hai loại: + Thép xây dựng: Chủ yếu dùng làm kết cấu trong xây dựng nhà cửa, cầu cống. Loại này đòi hỏi cơ tính tổng hợp, song không cao và cần có độ dẻo để dễ uốn. + Thép chế tạo máy: Loại này đòi hỏi cơ tính tổng hợp ở mức độ cao hơn, đặc biệt là độ bền phải cao trong khi vẫn đảm bảo độ dẻo, độ dai. Trong nhóm thép này người ta lại chia ra các loại: - Nhóm thép chế tạo máy: Trong nhóm này lại có các loại: + Nhóm yêu cầu cao về độ dẻo, độ dai: Trong nhóm này thành phần cacbon thấp (C = 0,1 – 0,25%). Muốn có độ cứng bề mặt cao phải qua nhiệt luyện thấm cacbon. 18 + Nhóm yêu cầu cao về giới hạn chảy và độ dai: Thành phần cacbon của nhóm này loại trung bình (C=0,3 – 0,5%). Muốn có độ cứng bề mặt cao phải qua tôi bề mặt. + Nhóm yêu cầu cao về giới hạn đàn hồi: Nhóm này có thành phần cacbon tương đối cao (C= 0,55 – 0,65%). - Nhóm thép cacbon dụng cụ: Là loại chỉ chuyên dùng làm công cụ nên cần có yêu cầu chủ yếu là cứng và chống mài mòn. Trong công nghệ chế tạo máy, khoảng 80% khối lượng là thép cácbon kết cấu. 1.2. Tính chất chung của thép cacbon. 1.2.1. Ưu điểm. a. Tính công nghệ. Các loại thép cacbon hầu hết đều có tính công nghệ tốt (trừ tính đúc là kém) đó là có tính cắt gọt cao, tính rèn, hàn tốt và có khả năng nhiệt luyện cao để thay đổi cơ tính. b. Tính chất cơ học. - Có cơ tính tổng hợp tương đối tốt phù hợp với các điều kiện thông dụng. - Rẻ, dễ kiếm, không phải dùng các nguyên tố hợp kim đắt tiền. 1.2.2. Nhược điểm. - Độ thấm tôi thấp nên hiệu quả hoá bền bằng nhiệt luyện (tôi, ram) không cao, do đó ảnh hưởng xấu đến độ bền. - Tính chịu nhiệt độ cao kém: Khi bị nung nóng độ bền của thép bị giảm nhanh, bị ô xi hoá mạnh ở nhiệt độ cao. - Khả năng chịu mòn kém (loại thép cacbon thông dụng), dễ bị han gỉ do tính chịu axít, ăn mòn kém. 1.3. Thép Cacbon kết cấu chất lượng thường. 1.3.1. Phân loại và ký hiệu. a. Phân loại. Người ta chia thành ba nhóm: + Nhóm A là nhóm thép đáp ứng yêu cầu về cơ tính. + Nhóm B là nhóm thép không quy định cơ tính mà chỉ quy định thành phần hoá học. + Nhóm C là nhóm thép đáp ứng cả cơ tính và thành phần hóa học. b. Ký hiệu. - Theo TCVN 1765 – 75: Quy định kí hiệu thép cacbon chất lượng thường bằng hai chữ cái CT kèm theo hai con số chỉ giới hạn bền kéo tối thiểu σk(kG/mm2) hoặc Mpa. (1kG/ mm2 = 9,81.106 Pa = 9,81MPa ≈ 10 Mpa) 19 Đằng sau chữ số nếu có chữ s biểu thị cho thép sôi, chữ n biểu thị cho thép nửa lắng, không có chữ biểu thị cho thép lắng . + Nhóm A: Có 7 mác thép từ CT 31 đến CT 61. Ví dụ có mác thép CT 38s có nghĩa: CT chỉ thép cacbon chất lượng thường, nhóm A có giới hạn bền kéo σk = 38 kG/mm2 và đây là thép sôi. Bảng 3-1. Thép các bon chất lượng thường nhóm A theo TCVN 1765-75 Số hiệu thép бB ( N/mm2 ) б0,2 ( N/ mm2 ) d [%] CT31 >310 - 20 CT33 320 ÷ 420 - 31 CT34 340 ÷ 440 200 29 CT38 380 ÷ 490 210 23 CT42 420 ÷ 540 240 21 CT51 500 ÷ 640 250 17 CT61 600 300 12 + Nhóm B: Phía trước chữ CT có thêm chữ B có các mác từ BCT 31 đến BCT 61. Số 3161 không phải chỉ giới hạn bền kéo σk. Muốn biết thành phần hoá học các mác thép phải tra bảng. Bảng 3-2. Thép các bon chất lượng thường nhóm B theo TCVN 1765-75 Số hiệu Thành phần % Si % trong thép % S % P C Mn Sôi Nửa lắng Lắng Không quá BCT31 0,23 - - 0,06 0,07 BCT33 0.06 ÷ 0.12 0,25 ÷ 0,50 0,5 0,05 ÷ 0,17 0,12 ÷ 0,30 0,05 0,04 BCT34 0.04 ÷ 0.15 0,25 ÷ 0,50 0.5 0,05 ÷ 0,17 nt nt nt BCT38 0,14 ÷ 0.22 0,30 ÷ 0,65 0,07 nt nt nt nt BCT42 0,18 ÷ 0,27 0,40 ÷ 0,70 0,07 nt nt nt nt BCT51 0,28 ÷ 0,37 0,50 ÷ 0,80 - nt 0,15 ÷ 0,35 nt nt BCT61 0,38 ÷ 0,49 0,50 ÷ 0,80 - nt nt nt nt + Nhóm C: Phía trước chữ CT có chữ C tức là CCT kèm theo hai con số. Cơ tính và thành phần hoá học tuân theo các mác tương ứng của phân nhóm A, B. Ví dụ mác CCT 38 có cơ tính như CT 38, còn thành phần hoá học thì như BCT 38. - Theo tiêu chuẩn của Nga (ΓOCT 380). Thép cacbon chất lượng thường ký hiệu bằng hai chữ cái CT kèm theo con số từ 0 - 6 chỉ cấp độ bền. Số càng to độ bền càng cao. Ví dụ CT1 có độ bền uốn là 40 kG/mm2 , CT3 có độ bền uốn là 47 kG/mm2 . Như vậy độ bền uốn tăng theo tỷ số từ 0 - 6, độ dẻo thì ngược lại. 20 Tiêu chuẩn này cũng phân làm 3 phân nhóm là A, Б, B tương ứng với các phân nhóm A, B, C của TCVN. - Nhóm A: Có các mác thép CT0 - CT6 - Nhóm Б: Có các mác thép MCT0 MCT7 hoặc KCT0 -.KCT7 Các chữ M, Б, K là chỉ cách chế tạo thép: M là thép lò máctanh, Б là thép lò becxơ, K là thép lò điện. - Nhóm B: Có các mác thép BMCT2 - BMCT5; BKCT2 - BKCT5 ý nghĩa của các chữ cái như nhóm Б. Trong các ký hiệu trên chữ số càng lớn thì lượng cacbon trong thép càng nhiều, thép càng cứng và bền nhưng độ dẻo và dai thì giảm đi. Bảng 3-3. Thành phần hóa học và cơ tính thép C chất lượng thường theo ΓOCT 380 Ký hiệu thép Thành phần hóa học Cơ tính C Mn Si S P B NM/m 2 δ% không kém hơn Không quá CT0 0,23 0,006 0,007 Không nhỏ hơn 320 18 CT1 0,07 - 0,13 0,35 - 0,50 0,055 0,050 320 - 700 28 CT2 0,09 - 0,15 0,35 - 0,50 0,055 0,050 340 - 420 26 CT3 0,14 - 0,22 0,40 - 0,65 0,12 - 0,30 0,055 0,050 410 - 430 22 CT4 0,18 - 0,27 0,40 - 0,70 0,12 - 0,30 0,055 0,050 450 - 480 20 CT5 0,28 - 0,37 0,50 - 0,80 0,17 - 0,35 0,055 0,050 540 - 570 16 CT6 0,38 - 0,50 0,50 - 0,80 0,17 - 0,35 0,055 0,050 640 - 670 12 - Theo Tiêu chuẩn Hoa kì (ASTM): Với nhiều tiêu chuẩn khác nhau: 283, 284, 328 với đặc điểm chung là chúng đều được quy định cả về cơ tính và thành phần hoá học và chúng cũng được chia theo ba cấp A, B, C theo thứ tự độ bền tăng dần. - Theo tiêu chuẩn của Nhật (JSG 3101): Thép cacbon có chất lượng thường được kí hiệu bằng chữ SS hay SM với số tiếp theo chỉ giới hạn bền kéo tối thiểu (Mpa). Có các mác thép chỉ được đảm bảo cơ tính như phân nhóm A - TCVN. JSG 3106 có các mác thép chuyên để hàn đảm bảo cả cơ tính lẫn thành phần hoá học như nhóm C – TCVN. c. Công dụng: Thép cacbon được dùng nhiều trong xây dựng để làm tấm đan, cốt bê tông, làm cầu và các công trình khác. Thường được dùng ở dạng đã qua cán nóng thành hình như : dây, thanh, tấm, chữ U , I , L ... Thép nhóm A vì không qui định thành phần nên không dùng gia công nóng. Các loại thép nhóm B và C được dùng để sản xuất các chi tiết có qua nhiệt luyện hoặc để hàn. Ví dụ làm các loại bu lông, chốt, trục chịu tải trọng nhỏ. Bảng 3-4. Phạm vi sử dụng của thép cacbon chất lượng thường . 21 Mác thép Đặc điểm và phạm vi sử dụng CT31 Chế tạo các kết cấu hàn xây dựng . CT33 Chế tạo các kết cấu chịu trọng tải nhỏ, có tính hàn tốt . CT34 Chế tạo các kết cấu kim loại có liên kết dầm, các trục với trạng thái chịu ứng suất không lớn . Có tính hàn tốt . CT38 Chế tạo các kết cấu kim loại như trục, tay gạt, dầm và các chi tiết khác mà yêu cầu có độ bền không cao, tính hàn thỏa mãn yêu cầu CT42 Chế tạo các kết cấu kim loại yêu cầu có độ cứng bề mặt cao . CT51 Chế tạo các trục bánh răng, ổ trục và các chi tiết khác khi cần nâng cao độ bền làm việc . CT61 Chế tạo các trục, nối trục, tấm chịu ma sát và các yêu cầu có độ bền cao . 1.4. Thép các bon kết cấu chất...,5-6-5 150 6 60 Dùng làm các chi tiết của máy kéo b. Đồng thanh nhôm. Vì giá thành đồng thanh thiếc cao nên người ta chỉ sử dụng nó gia công chi tiết quan trọng, các chi tiết khác người ta dùng đồng thanh nhôm. Loại này ngoài thành phần của nhôm còn có Fe, Mn, Ni các nguyên tố này sẽ là cho nó có độ bền cao hơn. Đồng thanh nhôm nếu chứa nhiều nhôm sẽ làm cho đồng thanh rất giòn, nếu cho vào đồng thanh nhôm các kim loại Mn, Fe, Ni sẽ làm cho đồng thanh nhôm bớt giòn và tăng độ bền. Về cơ tính, đồng thanh nhôm có giá trị cao hơn đồng thanh thiếc cả về độ cứng lẫn sức bền. Khả năng chịu ăn mòn nó cũng tốt hơn, đặc biệt trong môi trường nước biển hoặc môi trường có nhiệt độ cao (độ chịu ăn mòn gấp 5 đến 12 lần so với đồng thanh thiếc và gấp 2 đến 3 lần so với thép chống gỉ). Tuy vậy nó cũng có nhược điểm là độ co, độ ngót rất lớn, rễ gây nứt và rất khó hàn. Ký hiệu: Theo tiêu chuẩn của Nga (ΓOCT) người ta kí hiệu đồng thanh nhôm như sau: БpA sau đó là tên ký hiệu các kim loại pha vào đồng thanh, tiếp đó là con số chỉ % lượng kim loại pha vào. Ví dụ БpAҖH 11- 6 – 6 cách đọc mác kim loại này giống như đồng thanh thiếc. 36 Bảng 4-4. Bảng ký hiệu và công dụng của đồng thanh nhôm Ký hiệu Công dụng Những đồng thanh nhôm có thể gia công áp lực được БpA-5 Dùng để làm các tấm đồng, các băng đồng, các huy hiệu БpA-7 Dùng để làm các tấm đồng, lò so và các chi tiết khác БpAҖH 10-4-4 Dùng làm các bạc đỡ, các bánh răng, xup pap xả Những đồng thanh nhôm đúc được БpA-10 Dùng để đúc định hình, đúc áp lực БpAҖH 11-6-6 Dùng để đúc định hình БpAҖ 9-4 Dùng làm ổ trượt, vỏ bơm, vòng chắn nước БpAҖMц 10-3-1,5 Dùng làm ổ trượt, bạc, bánh răng 1.2.3. Đồng đặc biệt. - Để thay thế cho đồng thanh thiếc đắt tiền người ta dùng đồng thanh Si rẻ hơn. Một số kí hiệu của nhóm này là: БpKC 3 - 4, БpKц 3 – 9. - Người ta còn dùng đồng thanh Bêrili (БpБ2; БpБ2,5) có cơ tính rất cao và có độ bền cao. Ngoài ra nó còn có độ dẫn điện tốt, độ đàn hồi tốt. - Ngoài các loại trên trong kỹ thuật người ta còn dùng đồng thanh Titan, hợp kim đồng, chì Các loại hợp kim này có tính chịu mài mòn rất cao và thường được sử dụng làm ổ trượt trong chế tạo máy. 2. NHÔM VÀ HỢP KIM CỦA NHÔM. 2.1. Nhôm nguyên chất. 2.1.1. Tính chất nhôm nguyên chất. - Nhôm là một loại kim loại nhẹ có trọng lượng riêng là 2,7g/cm3, nhiệt độ nóng chảy 6600 C. Nhôm có cấu trúc mạng tinh thể lập phương diện tâm, thù hình này không thay đổi cho đến khi nguội ở nhiệt độ thường. - Nhôm có độ dẻo cao, dễ kéo sợi, dễ dập thành sản phẩm, dễ nấu chảy, dễ đúc. Để tăng thêm tính dẻo của nhôm ta ủ nhôm ở nhiệt độ 350 – 4100C. - Nhôm có tính dẫn điện, nhiệt tương đối tốt (tính dẫn điện = 60% của đồng nguyên chất), nhôm rất bền vững không bị ăn mòn trong không khí, trong nước ngọt và trong axit Nitric vì mặt ngoài của nhôm có lớp nhôm ôxít (Al2O3) rất bền vững. - Nhưng nhôm cũng có những nhược điếm sau: Nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp (6600C). Độ bền và độ cứng thấp, nhôm dễ bị phá hủy trong môi trường muối, axitclohyđric, axit sunphuaric và dung dịch kiềm. Nhôm có độ dẻo cao nhưng độ bền thấp, tính cắt gọt và tính đúc kém. 2.1.2. Ký hiệu. 37 - Theo tiêu chuẩn Việt Nam: Nhôm được ký hiệu bằng hai chữ Al và con số đứng đằng sau chỉ phần lẻ hàm lượng % của nhôm. Ví dụ: AL995 là nhôm có 99,995% nhôm nguyên chất. - Theo kí hiệu của Nga (ΓOCT): Ký hiệu nhôm là chữ A, phía sau là các con số chỉ thành phần của nhôm: Ví dụ A-995 nghĩa là có 99,95% là nhôm còn lại là các nguyên tố khác. - Kí hiệu ở Hoa kì, Nhật, các nước châu âu: Người ta dùng kí hiệu H1x, trong đó x chỉ mức độ tăng độ cứng (x/8) 1 - mức tăng ít nhất (1/8) 2 - Mức tăng thêm 1/4 (2/8) 4 - Mức tăng thêm 1/2 (4/8) 6 - Mức tăng thêm 3/4 (6/8) 8 - Mức tăng thêm 4/4 (100%), ứng với mức độ biến dạng bằng 75%. Kí hiệu trên người ta quan tâm đến mức độ biến cứng đơn thuần (tăng bền nhờ biến dạng nguội). Vì vậy cơ tính của nhôm phụ thuộc rất nhiều vào trạng thái biến dạng này 2.1.3 Công dụng. Nhôm nguyên chất được sử dụng trong kỹ thuật điện để thay thế cho đồng, như là dây dẫn điện, là bản cực các tụ điện, làm đinh tán Ngoài ra nhôm còn sử dụng nhiều trong ngành hàng không. Nhôm nguyên chất ít sử dụng, mà sử dụng dưới dạng hợp kim nhôm. Bảng 4-5. Thành phần hoá học và công dụng của một số loại nhôm theo ΓOCT Kí hiệu Thành phần nhôm % Công dụng A - 995 99,995% Làm tụ điện A - 99 99,99% A - 95 99,95% A - 8 99,80 Dùng dàm dây dẫn điện A - 7 99,70 A - 5 99,50 Dùng làm các dây nhôm, làm đinh tán, các ống nồi, thùng và dùng để đúc các sản phẩm khác A – 0 99,0 2.2. Hợp kim nhôm. Vì nhôm nguyên chất có một số nhược điểm cơ bản như trên nên trong công nghệ chế tạo người ta pha vào nhôm các nguyên tố kim loại để vẫn giữ được ưu điểm của nhôm, đồng thời tăng được cơ tính đáp ứng được các yêu cầu của chế tạo máy. Hiện nay hợp kim nhôm có các loại sau: 38 2.2.1. Hợp kim nhôm biến dạng. Loại này có tính dẻo cao, dễ gia công bằng áp lực, thường hàm lượng nguyên tố hợp kim thấp. Khi ở nhiệt độ cao nó tồn tại dưới dạng dung dịch rắn. Nếu làm nguội nhanh ta được loại hợp kim hoá bền. - Ký hiệu: Theo TCVN 1659 – 75. Các nguyên tố cơ bản có mặt trong hợp kim được ký hiệu theo bảng hệ thống tuần hoàn Menđêleep, con số đứng sau nguyên tố nào chỉ hàm lượng % trung bình nguyên tố đó. Nếu hàm lượng <1% thì ký hiệu 0 đằng trước rồi đến phần thập phân mà không cần ghi dấu phẩy, sau cùng ký hiệu có chữ Z là biểu thị loại dẻo, dễ dập sâu, kéo sợi. Ví dụ: AlMg1 là hợp kim nhôm biến dạng có hàm lượng Mg trung bình là 1%, còn lại các thành phần khác cho trong bảng phải dùng sổ tay để tra cứu. AlMg06Z là hợp kim nhôm biến dạng có hàm lượng Mg trung bình là 0,6% và là hợp kim nhôm dẻo. 2.2.2. Duyara. + Là một trong những hợp kim nhôm biến dạng điển hình và là loại đặc biệt hoá bền được, có độ bền trung bình đến độ bền cao. Sau khi tôi, đạt được бb = 420 ÷ 470MN/m2 ngang với thép C30. Loại này có đặc tính chung là nhẹ, tính chống ăn mòn kém nhưng xử lý được bằng cách phủ lớp nhôm nguyên chất với chiều dày 4 – 8% đường kính dây hay chiều dầy của tấm, có độ bền rất cao. a. Tính chất: + Là hợp kim của nhôm với Cu, Mg và Mn. Thành phần hóa học cơ bản gồm 2,5 - 6% là Cu, 0,4-2,8% Mg, 0,4-1% là Mn, còn lại là nhôm. Magiê và đồng làm tăng độ bền, còn Mangan làm tăng tính chịu ăn mòn của đuyara. + Đuyara được nhiệt luyện bằng cách: Tôi đuyara ở nhiệt độ 5000C trong nước, sau đó hoá già tự nhiên trong 4 ngày đêm (hoá già là quá trình nhiệt luyện làm thay đổi cấu trúc tinh thể và tính chất của hợp kim đã tôi. Quá trình đó diễn ra ở nhiệt độ thường gọi là hoá già tự nhiên. Nếu hoá già ở nhiệt độ cao gọi là hoá già nhân tạo). b. Ký hiệu: - Theo TCVN 1659- 75: Đuyara được ký hiệu bằng chữ D tiếp theo là con số chỉ số thức tự và số hiệu của 18 Đuyara dùng để tra cứu, cuối cùng là chữ Z (dẻo) - Theo ký hiệu của Nga (ΓOCT): Đuyara có ký hiệu là chữ Д, con số đứng sau chỉ số thứ tự, số hiệu của Đuyara. - Theo tiêu chuẩn của Hoa kì: Người ta kí hiệu bằng chữ AAxxxx trong đó: 1xxx- Nhôm sạch, 2xxx- Al- Cu- Mg, 3xxx- Al- Mn,... c. Công dụng: Do có độ bền cao và nhẹ nên đuyara được dùng nhiều trong chế tạo máy bay, tên lửa. Nó cũng được dùng nhiều trong công nghiệp dân dụng. 2.2.3. Hợp kim nhôm đúc (Silumin). a. Tính chất: 39 + Là hợp kim giữa nhôm với thành phần cơ bản là Silíc, ngoài ra còn có một lượng Cu, Mg, Zn. + Lượng Silic bằng từ 6- 13% được gọi là Silumin à hợp kim của nhôm với Si. Đây là loại hợp kim nhôm đúc điển hình, loại này có tính đúc tốt, độ co ngót nhỏ. b. Ký hiệu: - Theo ký hiệu của Việt Nam: Hợp kim nhôm đúc được ký hiệu là các chữ ALĐ1, ALĐ2, ALĐ3, ..............các số 1, 2, 3 ..... dùng tra cứu theo thứ tự đã tìm được. Ví dụ: ALĐ2 tra bảng Si = 10-13%; ALĐ10 có Si = 4 - 6%; Cu = 5 – 7,5%; Zn = 0,5%; Mg = 0,25-0,55%; Mn = 0,3%. - Theo ký hiệu của Nga (ΓOCT): Người ta dùng chữ AЛ trong đó A là biểu thị là nhôm, Л biểu thị tính đúc, các con số tiếp theo chỉ thứ tự hợp kim nhôm tìm ra. Có các mác hợp kim nhôm từ AЛ1 đến AЛ18. + Theo tiêu chuẩn của Hoa kì: Cũng giống như loại hợp kim nhôm biến dạng. Trong đó 4xxxAl-Si; 6xxxAl-Mg- Si. c. Công dụng. Dùng để đúc các chi tiết máy hoặc những sản phẩm dùng trong các nghành công nghiệp cũng như trong đời sống. 3. HỢP KIM LÀM Ổ TRƯỢT. 3.1. Khái niệm. Babit là tên gọi của các loại hợp kim làm ổ trượt trên cơ sở của các kim loại dễ chảy như: Sn, Pb. Babít là hợp kim được sử dụng nhiều trong chế tạo cơ khí, chủ yếu làm các ổ trượt vì nó có hệ số ma sát nhỏ, khả năng chịu mài mòn cao và giữ dầu tốt. 3.2. Yêu cầu kỹ thuật. - Có hệ số ma sát nhỏ với bề mặt trực tiếp. Đây lầ yêu cầu quan trọng nhất với hợp kim làm ổ trượt. - Chịu được áp lực lớn và lâu mỏi. - Có khả năng tạo màng dầu bôi trơn tốt. - Có khả năng truyền nhiệt tốt. - Có tính công nghệ tốt. Đó là dễ đúc, khả năng bám dính cao vào máng thép. 3.3. Cấu tạo và phân loại hợp kim babit. 3.3.1. Cấu tạo của hợp kim. 40 Hợp kim làm ổ trượt thường có cấu trúc không đồng nhất (hình 3-1). Trên một nền cơ bản là kim loại mềm có chứa các hạt cứng. Các hạt cứng làm nhiệm vụ đỡ trục quay và phân bố đều trên bề mặt tiếp xúc với trục quay, còn phần nền mềm thì mòn nhanh tạo nên màng dầu bôi trơn cho bề mặt ma sát. Hiện nay người ta dùng các loại hợp kim dễ nóng chảy có thành phần cơ bản là thiếc và chì ngoài ra còn có các nguyên tố khác như niken, canxi...vv. Khi chế tạo các ổ trượt người ta tráng lớp hợp kim babít đó lên bền mặt của gộp thép để tạo thành các ổ đỡ. 3.3.2. Phân loại babít: Hiện nay người ta thường sử dụng các loại babit sau: a. Babit thiếc. - Đặc điểm: Hợp kim gồm hai cấu tử chính là Sn và Sb, ngoài ra nó còn chứa một lượng Cu (3 - 6%). có ưu điểm lớn là kết hợp tốt nhất giữa cơ và lý tính, ma sát nhỏ, tính chống ăn mòn cao, nhược điểm hàm lượng Sn (80 - 90%) nên khá đắt. Thường dùng cho các ổ trượt quan trọng làm việc với tốc độ lớn và trung bình như trong các tuốcbin hơi, máy nén kiểu tuốcbin, ổ đỡ trục chân vịt. - Ký hiệu: + Theo ký hiệu của Nga (ΓOCT): Babít được ký hiệu chữ Б, phía sau có hai con số chỉ % của thiếc, lượng còn lại là đồng (Cu) và ăngtimon (Sb). Ví dụ Б83 có nghĩa là 83% là thiếc, Sb = 11%, Cu = 6%. + Theo kí hiệu của Hoa kì (UNS): Có các mác hợp kim babit L13820, L13890. Các mác trên tương ứng với loại Б83 và Б88 của Nga. b. Babít chì. Hình 4-1. Sơ đồ cấu trúc của hợp kim babit. 41 - Đặc điểm: Là hợp kim trên cơ sở Pb với các nguyên tố: Sn = 6-16%, Sb = 6-16%, Cu 1%. Babít chì dùng làm ổ trượt các loại có tải trọng tĩnh hoặc tải trọng nhỏ. - Kí hiệu: Theo kí hiệu của Nga (ΓOCT). Babít được ký hiệu chữ Б, phía sau là con số chỉ % của thiếc. ví dụ Mác Б16 có Pb = 66%, Sn = 16%, Sb = 16%, Cu = 2%. Bảng 4-6. Kí hiệu, thành phần và công dụng một số loại babit thiếc và chì Ký hiệu Thành phần % Cộng dụng Б83 Thiếc: 83 Antimon: 11 Đồng: 6 Dùng làm các ổ trượt của các trục khuỷu, thanh truyền, làm việc có tải trọng va đập với P x V > 100kG/cm2 x m/s và nếu làm việc với tải trọng tĩnh thì P x V > 150kG/cm2 x m/s Б16 Chì: 66 Thiếc: 16 Antimon: 16 Đồng: 2 Dùng làm các ổ trượt có tải trọng tĩnh P x V < 60kG/cm2 x m/s БH Chì: 73 Thiếc: 10 Antimon: 14 Đồng: 2 Ni ken: 1 Dùng làm các ổ trượt của động cơ đốt trong, các máy cán thép, các hộp giảm tốcThay thể cho Б83 khi làm việc tải trọng tĩnh hoặc va đập với P x V < 60kG/cm2 x m/s БT Chì: ≈ 74 Thiếc: 10 Antimon: 15 Đồng: 1 Telu: 0,05 – 0,2 Dùng làm các ổ trượt của ô tô máy kéo, chịu tải trọng tĩnh hoặc va đập với P x V < 60kG/cm2 x m/s БK2 Chì: 97 Thiếc: 2 Can xi: 0,5 Natri: 0,5 Dùng làm các ổ trượt cho các toa xe, đầu tàu Diezen c. Babit hợp kim nhôm. - Đặc điểm: Hợp kim nhôm là loại đáp ứng khá toàn diện các yêu cầu đối với ổ trượt và hiện nay được dùng rất rộng rãi trên các loại máy móc, vì nó có ma sát nhỏ, nhẹ, tính dẫn nhiệt cao, khả năng chống ăn mòn cao trong dầu, đặc biệt là cơ tính cao hơn các loại babit thiếc và chì. Tuy vậy tính công nghệ của hợp kim nhôm hơi kém. 42 - Tính chất: Hiện nay dùng phổ biến hơn cả là hệ Al – Sn. Trong đó lượng Sn = 3 - 20%. Ngoài ra còn có các nguyên tố như Cu, Ni, Si. Nhờ vậy chúng tạo nên các pha mềm ngay trong hạt dung dịch rắn của Al. - Kí hiệu: Theo tiêu chuẩn của Nga (ΓOCT). Hợp kim nhôm Babit được kí hiệu bằng chữ AO, kèm theo các con số chỉ % lượng Sn và Cu. Ví dụ mác AO9 - 2 có nghĩa là có 9% Sn, 2% Cu còn lại 89% Al. - Ứng dụng: Trên động cơ ô tô các hợp kim này được dùng làm ổ đỡ của trục cam cơ cấu phối khí động cơ đốt trong. Câu hỏi ôn tập chương 3 Câu 1: Trình bày tính chất, ký hiệu theo tiêu chuẩn Việt Nam, Nga, Hoa Kỳ và công dụng của nhôm nguyên chất. Câu 2: Thế nào là hợp kim làm ổ trượt ? Cho biết yêu cầu của hợp kim làm ổ trượt, đặc điểm và ký hiệu theo tiêu chuẩn Nga của Babit thiếc. Câu 3: Kẻ bảng và liệt kê ký hiệu, thành phần, công dụng của các mác đồng nguyên chất. 43 CHƯƠNG 4: VẬT LIỆU PHI KIM LOẠI 1. POLYME, CAO SU, CHẤT DẺO. 1.1. Polyme. 1.1.1. Định nghĩa: Polyme là hợp chất cao phân tử được cấu tạo từ rất nhiều nhóm có cấu tạo hoá học giống nhau lặp đi lặp lại và chúng nối với nhau bằng liên kết đồng hoá trị 1.1.2. Phân loại: a. Phân loại theo phương pháp tổng hợp. + Polyme tự nhiên. + Polyme trùng hợp. + Polyme trùng ngưng. b. Phân loại theo cấu tạo hoá học. + Polyme mạch cacbon. + Polyme dị mạch: trong mạch chính ngoài nguyên tố cacbon còn có các nguyên tố khác như O, N, S c. Phân loại theo lĩnh vực ứng dụng: Chất dẻo, lớp phủ bảo vệ, sơn, sợi, cao su, keo dán, polyme compozit. 1.1.3. Cách gọi tên polyme. Cách gọi đơn giản nhất tên polyme = poly + tên của monome tạo thành polyme – tham gia phản ứng trùng hợp. Monome: Là những phân tử hữu cơ đơn giản có chứa liên kết kép (đôi hoặc ba) hoặc có ít nhất hai nhóm chức hoạt động có khả năng phản ứng với nhau. Ví dụ: etylen = polyetylen Vinylclorua = polyvinylclorua 1.1.4. Đặc điểm của tính chất vật lý của polyme. -Polyme đồng thời có tính chất của vật thể rắn và lỏng. -Độ nhớt của dung dịch rất cao. -Khả năng polyme trương lên trong khi hòa tan. -Khả năng thể hiện rất mạnh tính bất đẳng hướng của tính chất. 1.2. Chất dẻo. 1.2.1. Định nghĩa: Chất dẻo là loại vật liệu nhân tạo được sản xuất ra từ các chất hữu cơ (phênol, anđehít, rượu). ở nhiệt độ nhất định chất dẻo trở lên mềm, dẻo và có thể tạo hình dưới áp suất cao. Chất dẻo được tổng hợp từ các phản ứng hóa học. 1.2.2. Thành phần: Trong chất dẻo tuỳ theo công dụng người ta pha thêm một số chất khác để nâng cao tính năng của chất dẻo. Sau đây là một số chất thường dùng: 44 - Chất độn: Được cho thêm vào để làm tăng độ bền, độ cứng và làm giảm độ co ngót của chất dẻo khi tạo hình. - Chất lỏng dẻo: Có tác dụng làm tăng tính dẻo, làm cho chất dẻo bền vững ngay cả khi ở nhiệt độ thấp. - Chất bôi trơn: Có tác dụng làm cho chất dẻo không bị dính vào khuôn khi tạo hình. - Chất lỏng rắn: Có tác dụng làm cho chất dẻo đang ở thể lỏng trở thành rắn khi nguội. - Chất tạo màu: Có tác dụng làm cho chất dẻo có màu sắc theo ý muốn. - Chất ổn định: Có tác dụng làm cho chất dẻo giữ được các tính chất ban đầu dưới tác động của các yếu tố môi trường như nhiệt độ, ánh sáng 1.2.3. Tính chất của chất dẻo. - Có trọng lượng riêng nhỏ: Thường chất dẻo có trọng lượng riêng từ 0,9 - 2g/cm3. Một số chất dẻo có trọng lượng 5- 6 g/cm3 hoặc chỉ có 0,02g/cm3. Loại chất dẻo nhẹ có độ xốp cao nên có tính cách âm và nhiệt rất tốt. - Có độ bền cơ học khá cao, độ bền nhiệt và tính chống ăn mòn tốt, hệ số ma sát nhỏ và tính cách điện rất tốt. - Có tính công nghệ cao vì công nghệ chế tạo các chi tiết bằng chất dẻo rất đơn giản (chủ yếu là gia nhiệt và ép trong khuôn định hình tạo thành chi tiết). - Tuy nhiên chất dẻo cũng có một số nhược điểm đó là: bị lão hóa theo thời gian, khi đó độ bền cơ, nhiệt và các tính chất của chất dẻo bị giảm sút nghiêm trọng hoặc bị phá hủy. 1.2.4. Các loại chất dẻo cơ bản: Chất dẻo có nhiều loại nhưng trong chế tạo máy thường dùng hai loại chính là chất dẻo nóng và chất dẻo cứng nóng. a. Chất dẻo nóng: Là nó luôn luôn có thể nóng chảy và tạo hình lại được. Chất dẻo nóng có một số loại sau: - Plyetilen(PE): Đặc điểm là cứng, có màu trắng ở vật dày và trong suốt ở các vật mỏng. Chất dẻo này đựoc sản xuất ra từ khí êtilen lấy từ dầu mỏ hoặc than đá. Có trọng lượng riêng là 0,92 - 0,96 g/cm3, giới hạn bền kéo σk =1500 - 4000MN/m, độ giãn dài δ = 150-500%. Nó rất bền vững khi chịu tác dụng của axít và kiềm, không thấm nước, giữ được tính dẻo trong phạm vi nhiệt độ khá rộng. Plyêtilen chủ yếu làm chất điện môi trong công nghiệp điện. - Polyvinilclorua(PVC): Được sản xuất từ propilen nhờ chất xúc tác đặc biệt. Chất dẻo này chịu ăn mòn hóa học như plyêtilen, nhưng độ bền cơ học và độ bền nhiệt thì cao hơn, nó được dùng chế tạo các loại ống, cánh quạt bơm nước ly tâm loại nhỏ, các chi tiết của linh kiện điện tử, vô tuyến điện. b. Chất dẻo cứng nóng: 45 Sau lần nóng chảy và tạo hình đầu tiên thì không thể làm nóng chảy và tạo hình lại được vì đã mất tính dẻo. Chất dẻo cứng nóng có các loại sau: - Chất dẻo Bakêlít: Được sản xuất ra từ phenol- phomanđêhit. Loại này được sử dụng rộng rãi vì nó rẻ, dễ chế biến và có thể sản xuất ra các chi tiết có hình dạng phức tạp. Loại này có độ bền cơ học cao, chịu nhiệt, không bị ăn mòn trong môi trường axít, kiềm. Loại này được dùng làm vỏ bình các loại ắc quy, các loại bầu lọc dầu của động cơ ôtô. - Chất dẻo téctôlít: Được sản xuất bằng cách tẩm nhựa vào giấy, nhựa vào ván gỗ, để làm tăng tính dẫn nhiệt và chống ăn mòn người ta cho thêm chất độn grafít vào téctôlít. Loại này được dùng làm các loại má phanh xe ôtô, một số loại bánh răng chịu lực nhỏ và không cần bôi trơn. 1.3. Cao su. 1.3.1. Phân loại: Hiện nay có hai loại là cao su thiên nhiên và cao su nhân tạo: - Cao su thiên nhiên: Lấy từ nhựa cây cao su, khi còn nguyên chất có màu trắng đục, để ngoài ánh sáng lâu thì biến thành mầu nâu. - Cao su nhân tạo: Được tổng hợp từ các hợp chất hữu cơ để tạo ra một số tính chất đặc biệt mà cao su tự nhiên không có được. 1.3.2. Tính chất: - Cao su có trọng lượng riêng từ 0,92 - 0,94g/cm3, cao su thiên nhiên có tính chịu nhiệt kém (trên 400C thì mềm, đến 1000C thì rất dẻo, đến 1800C thì chảy ra, - 80C thì cứng lại và mất tính đàn hồi). - Cao su dùng trong công nghiệp và đời sống là cao su thiên nhiên đã lưu hoá, tức là pha thêm vào từ 1- 2 % Lưu huỳnh có tác dụng giữ cho cao su có tính đàn hồi ở nhiệt độ – 200C đến 1000C. - Cao su có tính đàn hồi cao, có tính chịu kéo rất tốt, có khả năng dập tắt các rung động, không thấm nước, chịu được tác dụng của axít, kiềm. - Nhược điểm của cao su là tính dẫn nhiệt kém, bị giảm cơ, lý tính khi chịu tác dụng của ánh sáng và nhiệt độ và bị rạn nứt dưới tác dụng của lực kéo. 1.3.3. Công dụng: Trong chế tạo máy, cao su được dùng rộng rãi như làm các đai truyền động, các đệm và vòng đệm làm kín các mặt tiếp xúc tránh chảy dầu chảy nước, hở khí hoặc làm các ống dẫn nước, ống dẫn hơi chịu áp suất thấp. - Cao su thiên nhiên (có kí hiệu NR) được sử dụng làm lốp ô tô và các sản phẩm dùng trong môi trường xăng, dầu mỡ. - Cao su cứng (lưu hoá với lượng lưu huỳnh lớn), dùng cho công nghiệp điện kỹ thuật. Loại này không dùng trong môi trường axit với nồng độ cao hơn 5%. 2. Amiăng và compozit. 2.1. Amiăng. 46 2.1.1. Tính chất. - Amiăng lấy từ quặng mỏ, thành phần gồm chất canxi Silicat và magie màu trắng mịn, có thớ nhỏ, có sợi mịn nhỏ đến micromet. Sợi amiăng có tính đàn hồi cao và có thể xoắn lại thành một dây lớn. Amiăng có nhiều loại, nhưng loại thường dùng là amiăng crizôtin. - Trọng lượng riêng của amiăng là 2,4 - 2,6g/cm3, nhiệt độ nóng chảy 1450 - 15500C. Nó có thể làm việc lâu dài ở nhiệt độ 5000C, nó có tính chịu kiềm và axít kém. 2.1.2. Công dụng: Trong công nghiệp chế tạo máy amiăng được dùng rộng rãi làm chất cách điện, cách nhiệt. Để thích ứng với các công việc khác nhau người ta chế tạo amiăng thành các loại dây amiăng, vải, nhựavv. Trên xe ôtô người ta dùng các loại dây amiăng để làm kín các đường ống xả, đệm amiăng làm đệm mặt máy, các má phanh xe. Cần chú ý rằng bụi amiăng có tính độc cao, có thể gây ra nhiều bệnh cho con người. Vì vậy khi làm các công việc có tiếp xúc với bụi amiăng cần tuân thủ các quy định vệ sinh và an toàn lao động. 2.2. Compozit. 2.2.1. Đặc điểm. - Là vật liệu nhiều pha, các pha thường rất khác xa nhau về bản chất. Chúng không hoà tan lẫn nhau và phân cách nhau bằng danh giới pha. - Compozit thông thường có hai pha : pha liên tục trong toàn khối kết cấu được gọi là nền, Pha phân bố gifn đoạn được nền bao bọc gọi là cốt. Tỷ lệ các pha, hình dáng, kích thước cũng như sự phân bố nền và cốt theo điều kiện kỹ thuật thiết kế của người sử dụng. - Nền là pha liên tục, đóng vai trò liên kết toàn bộ các phần tử cốt tạo thành một khối thống nhất và hình thành sản phẩm theo thiết kế, đồng thời nó che phủ, bảo vệ cốt khỏi các tác hại của môi trường bên ngoài. - Các loại nền thường dùng là loại chất dẻo, nền kim loại, nền gốm. - Cốt là pha không liên tục trong compozit đóng vai trò tạo lên độ bền, độ đàn hồi và cứng của compozit. Các loại cốt thường dùng là : cốt chất vô cơ (các sợi bo, sợi cácbon), cốt hữu cơ, sợi kim loại (sợi thép, bột vonfram, bột môlípđen). 2.2.2. Tính chất. - Có độ bền cao : các loại compozít hầu hết có độ bền cơ, bền nhiệt cao, có khả năng chịu va đập, chịu mài mòn. - Có tính công nghệ tốt : hầu hết các loại compozit đều có tính đúc, tính hàn cao nên có thể chế tạo được các chi tiết có hình dạng phức tạp. - Có trong lượng riêng nhẹ: các loại compozit dùng cốt là chất vô cơ thường có trọng lượng riêng nhẹ (2 - 4g/cm3). 2.2.3. Một số việt liệu compozit thông dụng. 47 - Hợp kim cứng: Là loại compozit hạt thô, trong đó nền là côban, cốt là các hạt cácbít vonfram, cácbít titan, hợp kim cứng được dùng nhiều trong chế tạo các loại dụng cụ cắt gọt. - Các hợp kim làm tiếp điểm: Có sự kết hợp tốt của kim loại khó chảy (W, Mo) với các kim loại có tính dẫn nhiệt cao (Cu, Ag) cũng là loại compozit hạt thô nền kim loại. - Bê tông: Là compozit hạt thô nền ceramic được dùng rộng rãi nhất. Trong bê tông, cốt chính là các hạt rắn (đá, sỏi, cát) được liên kết với nhau bởi nền cứng là xi măng. - Compozit kim loại - sợi : Nền có thể là nhôm, đồng, mange . Cốt có thể là sợi cácbon, Bo, cácbít silíc. Thể tích sợi khoảng 20 – 25 % loại này chịu nhiệt độ cao dùng để chế tạo các chi tiết trong máy tuabin, chế tạo các loại cánh quạt máy bay, buồng cháy của máy bay tên lửa. - Compozit polime – sợi thủy tinh: Loại đựơc sản xuất với khối lượng nhiều nhất vì chúng khá rẻ, nhẹ, có độ bền riêng cao và sự gắn kết tốt giữa hai pha nền và cốt. Loại phổ biến nhất là Polieste – Sợi thuỷ tinh, tiếp đến là nilon – sợi thuỷ tinh. Các loại này có được dùng làm cáp quang vô tuyến, vật liệu cách điện, vỏ xe ôtô, các tàu, thuyền nhỏ, các ống dẫn. Đặc biệt trong công nghiệp chế tạo ô tô nó được dùng vào rất nhiều việc. - Compozit polime – sợi khác: Trong các loại này người ta đang dùng loại compozit polime – sợi cacbon và compozit epôxy – sợi bo. Các loại này có mô đun đàn hồi cao tính chịu nhiệt độ bền hoá học rất tốt nhưng giá thành đắt. Chúng được ứng dụng trong công nghiệp hàng không như: Làm cánh rôto của máy bay lên thẳng, cabin của máy bay Câu hỏi ôn tập chương 4 Câu 1: Trình bày định nghĩa, phân loại, cách gọi tên và đặc điểm tính chất vật lý của polyme Câu 2: Trình bày định nghĩa, thành phần, tính chất của chất dẻo và chất dẻo nóng. Câu 3: Trình bày tính chất và công dụng của Ami ăng. Câu 4: Trình bày đặc điểm, tính chất của compozit. 48 CHƯƠNG 5: NHIỆT LUYỆN VÀ HÓA NHIỆT LUYỆN 1. NHIỆT LUYỆN. 1.1. TÁC DỤNG CỦA NHIỆT LUYỆN. 1.2. Định nghĩa. Nhiệt luyện là khâu gia công kim loại và hợp kim bằng nhiệt nhằm mục đích thay đổi tổ chức, cấu tạo của kim loại và do đó làm thay đổi cả tính chất cơ, lý của kim loại. Nhiệt luyện bao gồm quá trình: - Nung nóng kim loại và hợp kim đến nhiệt độ xác định. - Giữ nhiệt trong thời hợp lý. - Làm nguội với tốc độ quy định. 1.3. Tác dụng. - Nhiệt luyện cải thiện được tính công nghệ của kim loại, giảm độ cứng, khử ứng xuất, làm đồng đều thành phần tổ chức của hợp kim, cải thiện tính gia công cắt gọt đảm bảo được các chỉ tiêu kỹ thuật và tăng năng suất lao động. - Nâng cao cơ tính: tăng độ cứng, khả năng chịu mài mòn và tăng độ bền. Do đó nâng cao tuổi thọ của chi tiết máy.Ví dụ: Thép C45 sau khi tôi cải thiện có độ cứng 192÷235 HB và độ bền 65kG/mm2; Thép 30MnCrSiA dùng trong chế tạo ôtô, máy kéo. Trước khi nhiệt luyện: Độ bền bằng 60kG/mm2, độ cứng = 170 HB, độ giãn dài δ = 15%. Sau khi tôi + ram thấp: Độ bền bằng 1800kG/mm2, độ cứng = 500HB, độ giãn dài δ = 5%. Nhiệt luyện có tác dụng nâng cao giá trị sử dụng của máy móc giảm giá thành sản phẩm. Vì vậy nhiệt luyện là khâu quan trọng có ý nghĩa to lớn trong ngành cơ khí. 1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nhiệt luyện. Có thể khẳng định được rằng tính chất của kim loại hoàn toàn phụ thuộc vào cấu tạo và tổ chức bên trong của kim loại. Do đó bằng bất kỳ giá nào tạo ra một tổ chức nhất định cũng thu được những tính chất nhất định tương ứng với tổ chức kim loại đó. Thời gian t n Vnguội t O tgiữ Hình 5.1. Các yếu tố của quy trình nhiệt luyện 49 Để đạt được tổ chức theo yêu cầu, công nghệ nhiệt luyện thực hiện ba thao tác: - Nung nóng kim loại đến nhiệt độ nhất định (tn). - Giữ kim loại đó một thời gian cần thiết (tgiữ). - Làm nguội với một tốc độ nhất định (Vnguội). tn, tgiữ, , Vnguội là ba yếu tó đặc trưng cho một quy trình nhiệt luyện. Trong thực tế để đạt được 3 thông số đặc trưng của nhiệt luyện có thể có những thủ thuật chi tiết hơn, nhằm mục đích đảm bảo cho chi tiết không bị biến dạng và thay đổi kích thước khi nung, bảo đảm về sự đồng đều thành phần và nhiệt độ yêu cầu trước khi làm nguội cũng như bảo đảm chi tiết không bị nguội quá đột ngột gây ra nứt vỡ, cong vênh. 1.5. PHÂN LOẠI NHIỆT LUYỆN. 1.5.1. Phương pháp ủ. a. Định nghĩa. Là phương pháp nhiệt luyện nhằm mục đích làm mềm kim loại để dễ cắt gọt, dễ dập định hình, khử bỏ ứng suất dư trong kim loại, làm đồng đều thành phần và làm nhỏ hạt để chuẩn bị cho khâu nhiệt luyện sau cùng. Tuỳ theo mục đích cụ thể trong từng trường hợp người ta có quy trình linh hoạt thích hợp. Nhìn chung thao tác của ủ là: ủ kim loại đến nhiệt độ thích hợp, giữ một thời gian cần thiết ở nhiệt độ ấy, rồi sau đó làm nguội chậm. Thông thường người ta để kim loại nguội cùng với lò hoặc trong môi trường dẫn nhiệt kém như: vôi bột, cát nóng... b. Mục đích. - Làm mềm kim loại để dễ cắt gọt. - Tăng độ dẻo để dễ tiến hành biến dạng. - Làm giảm hay mất ứng suất bên trong gây nên bởi gia công cắt gọt, đúc, hàn, biến dạng dẻo... - Làm đồng đều thành phần hoá học trên vật đúc bị thiên tích. - Làm nhỏ hạt thép. c. Các phương pháp ủ. Ủ thấp: Còn gọi là ủ non, nhiệt độ nung tn = 200 ÷ 3000C. Phương pháp này nhằm khử bỏ ứng suất trong, không làm giảm độ cứng của chi tiết. ứng dụng cho chi tiết sau khi gia công nguội như lò xo uốn nguội. Ủ kết tinh lại: Thép sau khi gia công bằng áp lực bị biến cứng, hạt kim loại không đều, người ta cho ủ kết tinh lại A1 > nhiệt độ ủ > nhiệt độ kết tinh lại. Ủ như vậy khử được biến cứng, hạt thép đồng đều hơn như: cán, kéo, cắt, gọt .... 50 Ủ không hoàn toàn: Nhiệt độ ủ tủ = AC1+ (20÷30)0C thường áp dụng cho thép cùng tích. Khi nung nóng đến nhiệt độ ủ, chỉ các hạt peclít chuyển biến thành ôstenít, các mạng XêII bị phá vỡ. Khi làm nguội XêII biến thành dạng hạt. Tác dụng của phương pháp này là khử ứng suất trong thép sau cùng tích tạo điều kiện dễ cắt gọt. Trong quá trình ủ chỉ có peclít chuyển biến pha còn XeII không chuyển biến pha do đó người ta gọi là ủ không hoàn toàn. Ủ hoàn toàn: Nhiệt độ ủ tủ = AC3+ (20÷30)0C, phương này áp dụng cho thép trước cùng tích. Khi đạt nhiệt độ ủ thì các pha trước đó hoàn toàn chuyển thành ostenít. Khi làm nguội chậm khử được ứng suất dư, làm nhỏ hạt, tạo cho thép tính dẻo dai. Ủ khuyếch tán: Nhiệt độ ủ tủ = 11000 ÷11500 phương pháp này áp dụng cho thép hợp kim thường bị thiên tích mạnh trước khi cán thường phải để ủ làm đồng đều thành phần. Vì nhiệt độ ủ khá cao nên hạt phát triển to, sau khi ủ thường gia công bằng áp lực rồi ủ hoàn toàn. Ủ đẳng nhiệt. Hình 5.2. Ủ cầu hóa C o t o 20-30 0 Acm AC1 20-30 V o o t ủ Nguội (theo lò) Thời gian 0 C o AC3 AC1 30-500C tgiữ = 50 -100 0C Vnguội trong không khí t Ủ đẳng nhiệt Hình 5.3. Quy trình ủ đẳng nhiệt 51 Nhiệt độ ủ tủ = AC3 + (30 ÷ 50)0C. Thực chất là tiến hành ủ hoàn toàn, nhưng sau đó không làm nguội liên tục mà giữ nhiệt độ ở nhiệt độ trên AC1 khoảng 50÷ 1000C. Tuỳ theo giá trị t và khoảng thời gian giữ nhiệt mà ta có tổ chức khác nhau. Tác dụng của phương pháp này là rút ngắn được thời gian ủ, dễ khống chế được độ cứng bằng cách chọn (t) làm đồng đều được thành phần. Thường áp dụng để ủ thép hợp kim. 1.5.2. Thường hoá. Là phương pháp nung nóng thép đến trên đường GSE tức là đến nhiệt độ tn > (AC3, Acm) để đạt được tổ chức hoàn toàn γ, giữ nhiệt độ một thời gian cần thiết rồi làm nguội trong không khí tĩnh. Vnguội <Vth (Vth: là vận tốc nguội tới hạn). Thường hoá có thể ứng dụng cho mọi loại thép nhằm khử bù biến cứng gia công, huỷ mạng XeII cho thép sau cùng tích, làm nhỏ hạt trước khi nhiệt luyện sau cùng. Thường hoá có thể x... T0nung = (911 – ) + (20 ÷ 40) = 827 ÷ 8470c - Giữ nhiệt ở nhiệt độ t0 = 827 ÷ 8470c trong thời gian hợp lý (khoảng ¼ thời gian nung) - Làm nguội chậm cùng lò. Quá trình chuyển biến tổ chức khi nung nóng và làm nguội. - Khi nung nóng và giữ nhiệt: Peclit + Ferit chuyền biến thành Ốttelit + Ferit và cuối cùng chuyển biện thành Ốttelit. - Khi làm nguội chậm: Ốttelit sẽ chuyền biến thành Ốttelit + Ferit và cuối cùng sẽ chuyền biến thành Peclit + Ferit. Bài 2: Để một chiếc đục nguội, vật liệu là thép Y9A có thể đạt độ cứng phần lưỡi cắt từ 58 – 60HRC, phần thân đạt độ cứng từ 40 – 45HRC, hãy: - Lựa chọn phương pháp nhiệt luyện. - Nêu trình tự các bước tiến hành. - Cho biết quá trình chuyển biến tổ chức. Bài giải Chọn phương pháp nhiệt luyện. Theo yêu cầu để một chiếc đục nguội, vật liệu là thép Y9A có thể đạt độ cứng phần lưỡi cắt từ 58 – 60HRC, phần thân đạt độ cứng từ 40 – 45HRC ta chọ phương pháp nhiệt luyện là tôi bộ phận và tự ram. Trình tự các bước tiến hành. - Nung nóng toàn bộ đục nguội đến t0nung = Ac1 + (30 ÷ 50)0c = 757 ÷ 7770c. - Giữ nhiệt ở nhiệt độ t0 = 757 ÷ 7770c trong thời gian hợp lý. - Làm nguội: + Nhúng phần lưỡi đục vào nước khoảng 2s/10mm chiều dầy rồi nhấc sang môi 58 trường dầu, khi nhiệt độ phần than còn khoảng 350 ÷ 4000c thì nhấc đục ra để nhiệt độ ở phần thân truyền xuống phần lưỡi đục. + Quan sát phần lưỡi cắt khi nào thấy suất hiện mầu vàng rơm (Mầu tương ứng với độ cứng 60HRC) thì nhúng toàn bộ đục vào dầu để nguội đến nhiệt độ thường. Quá trình chuyển biến tổ chức khi nung nóng và làm nguội. + Phần lưỡi đục. - Khi nung nóng và giữ nhiệt: Peclit + Xêmentit chuyền biến thành Ốttelit + Xêmentit - Khi làm nguội trong nước: Ốttelit + Xêmentit sẽ chuyền biến thành Ốttelit nguội + Xêmentit. - Khi làm nguội trong dầu: Ốttelit nguội + Xêmentit sẽ chuyền biến thành Macstensit + Xêmentit. - Tự ram: Macstensit + Xêmentit sẽ chuyền biến thành Macstensit ram + Xêmentit. + Phần thân đục. Thân đục không tôi lên vẫn là tổ chức của Peclit + Xêmentit 2. HÓA NHIỆT LUYỆN. 2.1. Khái niệm, Mục đích. 2.1.1. Khái niệm. Hoá nhiệt luyện là phương pháp kết hợp tác dụng nhiệt với một quá trình hoá học là bão hoà bề mặt thép bằng một hay nhiều nguyên tố đã chọn, để làm thay đổi thành phần hoá học, thay đổi tổ chức, do đó thu được tính chất như ý muốn. 2.1.2. Mục đích. - Tăng độ cứng và tính chống mài mòn, độ bền mỏi của chi tiết. Mục đích này giống như tôi bề mặt nhưng hiệu quả cao hơn. Phương pháp thấm cacbon, thấm cacbon -nitơ, thấm nitơ nhằm mục đích này. - Nâng cao tính chống ăn mòn điện hoá, ăn mòn hoá học, chịu axit. 2.2. Những hình thức hoá nhiệt luyện thường dùng. 2.2.1. Thấm cacbon (Xementit hoá). Là phương pháp làm cho cacbon thấm vào mặt ngoài của thép với tỷ lệ cacbon cao hơn. Sau khi thấm đem tôi mặt ngoài sẽ có độ cứng cao còn bên trong vẫn giữ được độ dẻo dai. Thấm cacbon có thể thấm ở thể rắn, lỏng, khí. Thể rắn được dùng nhiều nhất: a. Thấm cacbon ở thể rắn. - Cho vật vào hộp sắt, những phần không thấm được cuốn ămiăng (đất sét) để ngăn cách giữa chúng với nhau và với thành hộp 25mm rồi phủ thuốc thấm nên. Cho mẫu thử vào và đậy kín hộp lại. Đưa hộp vào lò nung 900-9200C. - Khi nung than gỗ C + CO2 của muối → CO → phân tích ra nguyên tử cacbon khuyếch tán vào bề mặt của thép. Tuỳ theo mặt ngoài muốn thấm dày hay mỏng mà ta giữ thời gian dài hay ngắn. 59 - Sau khi thấm cacbon phải nhiệt luyện: Vì mặt ngoài mới chỉ tăng tỷ lệ C từ 0,8-1,1% còn độ cứng thì chưa đạt yêu cầu, mặt khác sau khi thấm hạt thép sẽ lớn vì giữ lâu ở nhiệt độ cao nên cơ tính thấp phải tiến hành 3 bước nhiệt luyện: - Thường hoá : Nhiệt độ nung là 900 đến 9400C để làm nhỏ hạt trong ruột. - Tôi: Để làm cứng bề mặt, nhiệt độ nung 750 đến 7700C - Ram: Để khử ứng suất, nhiệt độ nung < 2000C b. Thấm cacbon ở thể khí. - Chất thấm là khí CO hoặc khí thiên nhiên ở dạng cacbuahyđrô, người ta dẫn khí này vào lò với tốc độ thổi nhất định: Để tránh khí độc hại pha trộn với khí bên ngoài thì lò phải thật kín. Nhiệt độ thấm 900 – 9500C. - Quá trình hoá học xảy ra cũng qua các giai đoạn tương tự như thấm ở trạng thái rắn. Bề mặt thép hấp thụ các nguyên tử hoạt tính và sau đó khuyếch tán sâu vào kim loại ra lớp thấm. - Ưu điểm: + Năng suất cao, giá thành hạ. + Chất lượng kim loại tốt, hạt nhỏ ít biến dạng. + Có thể tôi sau khi thấm. + Điều kịên lao động tốt dễ cơ khí hoá và tự động hoá. c. Thấm cacbon ở thể lỏng. Chất thấm là hỗn hợp các chất SiC = (6 -10%); chất xúc tác Na2CO3 = (75 - 85%); chất gây tính chảy loãng tốt NaCl = (10 -15%). Quá trình nung nóng xảy ra các phản ứng sau: SiC + 2Na2CO3 = Na2O + Na2SiO3 + 2CO + C (nguyên tử) SiC + 3Na2CO3 = 2Na2O + Na2SiO3 + 4CO 2CO -> CO2 + Cnguyên tử Những nguyên tử cacbon hoạt tính sẽ thấm và kim loại. Có thể dùng dầu hoả làm chất thấm. 2.2.2. Thấm Nitơ. - Chất thấm là NH3, nhiệt độ thấm có thể tiến hành ở hai khoảng: 500-5200C và 600-6200C. Khí NH3 bị phân tích nhiệt tạo ra N nguyên tử hoạt tính. Nguyên tử N hoạt tính cũng bị mặt thép của chi tiết hấp thụ rồi khuyếch tán sâu vào trong. - Thấm ở nhiệt độ thấp thì lớp thấm bền, chắc hơn, nhưng năng suất thấp và lâu hơn. - Khác với thấm C ở chỗ: Trước khi thấm N, chi tiết phải được nhiệt luyện tôi và ram cao, sau khi thấm N không qua nhiệt luyện nữa. - Ưu điểm: Làm cho bề mặt thép có lớp Nitơrit rất cứng 70HRC có khả năng chống mài mòn tốt, chống được mỏi, chống được oxi hoá. 60 - Nhược điểm: Thấm N lâu, đắt nên chỉ áp dụng cho chi tiết nhỏ, quan trọng hoặc đồ mỹ phẩm. 2.2.3. Thấm Xianua. - Là phương pháp thấm đồng thời cả C và N. Phương pháp tiến hành giống như thấm C. - Chất thấm thể rắn FeroxianuaKali K4Fe(CN)6 gọi là muối vàng hoặc K3Fe(CN)6 gọi là muối đỏ. - Chất thấm thể khí là: CO, NH3, khí tự nhiên. - Thường hay dùng chất thấm ở thể lỏng là NaCN - Nhiệt độ nung tuỳ theo ý muốn thấm cacbon hay thấm nitơ là chính để chọn cho thích hợp. - Ưu điểm: + Có ưu điểm của hai cách thấm C và N + Tạo nên bề mặt bóng, đẹp cho sản phẩm. Câu hỏi ôn tập chương 5 Câu 1: Trình bày các phương pháp tôi trong nhiệt luyện. Câu 2: Trình bày khái niệm, mục đích của hóa nhiệt luyện và phương pháp thấm các bon. Câu 3: Hãy cho biết thế nào là nhiệt luyện ? Tác dụng của nhiệt luyện để làm gì ? Khi nhiệt luyện một sản phẩm cụ thể thì các yếu tổ nào ảnh hưởng đến quá trình nhiệt luyện. Câu 4: Hãy cho biết thế nào là độ thấm tôi.? Cách xác định nhiệt độ tôi và phương pháp chọn môi trường làm nguội như thế nào ?. Câu 5: Khi nhiệt luyện một chi tiết cụ thể, thường sẩy ra các dạng khuyết tật nào ? nguyên nhận và biện khắc phục ra sao ? Câu 6: Để cải thiện tính gia công cắt gọt cho một chi tiết trục bị biến cứng sau quá trình hàn người ta phải nựa chọn phương pháp nào trong nhiệt luyện.? Cho biết mục đích và phân loại của phương pháp đó. Câu 7: Một phôi hàn vật liệu là thép C45 bị biến cứng bề mặt, cần nhiệt luyện để cải thiện tính gia công cắt gọt, hãy: - Chọn phương pháp nhiệt luyện. - Nêu trình tự các bước tiến hành. - Cho biết quá trình chuyển biến tổ chức khi nung nóng và làm nguội. Câu 8: Để một chiếc đục nguội, vật liệu là thép Y9A có thể đạt độ cứng phần lưỡi cắt từ 58 – 60HRC, phần thân đạt độ cứng từ 40 – 45HRC, hãy: - Lựa chọn phương pháp nhiệt luyện. - Nêu trình tự các bước tiến hành. - Cho biết quá trình chuyển biến tổ chức. Câu 9: Hãy vẽ sơ đồ quy trình ủ đẳng nhiệt. 61 CHƯƠNG 6: DẦU, MỞ BÔI TRƠN, NHIÊN LIỆU VÀ DUNG DỊCH LÀM MÁT. 1. DẦU, MỠ BÔI TRƠN. 1.1. Dầu bôi trơn. 1.1.1. Công dụng. - Bôi trơn cho các bề mặt ma sát các chi tiết chuyển động. Nhờ có dầu nhờn tạo thành lớp đệm giữa các bề mặt của các chi tiết chuyển động tương đối với nhau, vì vậy là giảm sự mài mòn, giảm tiêu hao công suất, tăng tuổi thọ cho các chi tiết. - Làm kín: Nhờ có độ nhớt cao dầu nhờn có tác dụng làm kín cho các bộ phận. Ví dụ làm kín giữa vòng găng, xi lanh, piston trong buồng cháy động cơ vv. - Làm mát: nhờ có dầu nhờn khi bôi trơn nó nhận nhiệt của các bề mặt ma sát cho nên có tác dụng làm mát. - Bảo vệ các bề mặt chi tiết: nhờ lớp dầu nhờn phủ trên bề mặt có tác dụng chống ôxi hóa, bảo vệ các bề mặt không bị han gỉ. 1.1.2. Tính chất. - Độ nhớt của dầu: Là khả năng lưu động của dầu được đặc trưng bằng độ nhớt động học, nếu dầu có độ nhớt càng cao thì khả năng bôi trơn, làm kín càng tốt, song làm tăng sức cản khi lưu động và khó đưa tới những vị trí ở xa bơm dầu hoặc các khe hở nhỏ, do vậy sẽ xẩy ra thiếu dầu bôi trơn cục bộ ở một số bộ phận. - Khả năng chịu nhiệt: là khả năng duy trì được độ nhớt khi nhiệt độ của chi tiết cần bôi trơn thay đổi, đây là tính chất rất quan trọng vì đa số dầu sẽ giảm độ nhớt khi nhiệt độ tăng và ngược lại, vì vậy người ta dùng các phụ gia đặc biệt pha vào dầu. - Ít bị biến đổi về tính chất lý hóa: Đây là tính chất cũng rất quan trọng nhằm đảm bảo khả năng bôi trơn của dầu khi quá trình làm việc dầu có thể bị lẫn nước, các tạp chất có trong xăng, điêsel, sản phẩm khí cháy..vv. - Khả năng bảo vệ các bề mặt chi tiết: Đó là khả năng hình thành màng dầu ngăn cản sự tiếp xúc của ôxi với bề mặt liên kết trong những điều kiện khác nhau (áp suất, nhiệt độ). 1.1.3. Phân loại. a. Phân loại theo phương pháp làm sạch. Có các loại: - Dầu tinh chế bằng phương pháp axit – kiềm. - Dầu tinh chế bằng phương pháp axit – tiếp xúc (dùng sét hoạt tính). - Dầu tinh chế bằng dung môi chọn lọc. - Dầu tinh chế bằng phương pháp sử lý hiđro. b. Phân loại theo nguồn gốc của dầu. Có các loại: - Dầu có nguồn gốc từ dầu mỏ. 62 - Dầu tổng hợp: Được điều chế bằng các quá trình hoá học và không có xuất xứ từ dầu mỏ. c. Phân theo cấp chất lượng: - Theo (ΓOCT) của Nga có 6 nhóm dầu A, Б, B, Γ, Δ, E. Trong đó: Chất lượng của dầu loại sau cao hơn loại trước. - Theo tiêu chuẩn của Viện dầu mỏ Mỹ (API-1970): Có các loại + Dầu bôi trơn cho động cơ xăng: Có các loại SA, SB, SC, SD, SE, SF, SG, SH. Trong đó chất lượng của dầu loại sau cao hơn loại trước, loại từ SA đến SF hiện không còn được sử dụng trong các xe đời mới. + Dầu bôi trơn dùng cho động cơ điesel, có các loại CA,,CH và chất lượng dầu loại sau cao hơn loại trước. Các loại CA, CB, CC hiện nay không còn được sử dụng. 1.1.4. Kí hiệu dầu. a. Theo tiêu chuẩn của Nga (ΓOCT). - Dầu dùng cho động cơ chạy xăng có các loại: AC – 10 (M-10Б1); AK – 15 ; AK 3Π– 10. Trong đó: + Chữ A: Dầu dùng cho động cơ xăng. + Chữ C (K): Dầu được lọc bằng phương pháp tinh chế. + Con số sau (-) chỉ độ nhớt của dầu tính bằng xentistốc (cst) ở 1000 C. + Số 3: Chỉ chất phụ gia tổng hợp. - Dầu dùng cho động cơ điesel: Có các loại ДΠ-11 (Dp-11), Dp-14, MT-16p Trong đó: + Chữ D chỉ dầu dùng cho động cơ điesel. + p dầu có pha chất phụ gia. + Con số sau (-) chỉ độ nhớt của dầu tính bằng xentistốc (cst) ở 1000 C. b. Theo tiêu chuẩn J – 3000d của SAE-1970 (Hội kỹ sư ô tô hoa kì) Hoa kì và các nước tây âu hiện nay đều sử dụng kí hiệu của SAE theo cấp độ nhớt của dầu. Có 2 loại - Kí hiệu của dầu đơn cấp (dầu dùng theo mùa) có các loại: + Dầu dùng cho mùa đông: SAE0W, SAE5W, SAE10WSAE 60W. + Dầu dùng cho mùa hè: SAE0, SAE5, SAE10 SAE 60. Trong đó: + Các số 5, 1060 chỉ độ nhớt ở 1000C đối với mùa hè và -180C đối với mùa đông, chữ W chỉ dầu dùng cho mùa đông. - Kí hiệu dầu nhờn đa cấp (dùng cho cả mùa hè và mùa đông). ví dụ SAE20W- 40 có nghĩa là ở nhiệt độ thấp dầu có độ nhớt giống như dầu SAE20W còn ở nhiệt độ cao có độ nhớt giống SAE40. c. Theo tiêu chuẩn của viện dầu mỏ Hoa kì API: Hiện có các loại 63 - Dầu dùng cho động cơ xăng: SH bắt đầu từ năm 1993, SJ bắt đầu từ năm 1996 và thay thế cho mọi loại dầu khác cho động cơ xăng. - Dầu dùng cho động cơ điesel: CF – 4 bắt đầu dùng năm 1990 thay cho dầu CE; CF – 2 bắt đầu dùng năm 1994 dùng cho động cơ điesel 2 kỳ; CG – 4 bắt đầu dùng năm 1995 thay thế cho các loại dầu CD, CE và CF – 4. Hiện nay ở nước ta và các nước trên thế giới đa số đều phân loại chất lượng dầu nhờn theo độ nhớt của Hoa kỳ. 1.1.5. Dầu truyền động. a. Khái niệm: Dầu truyền động còn gọi là dầu bánh răng, chúng thuộc nhóm dầu có chức năng chủ yếu để bôi trơn. Trong các cơ cấu truyền động bánh răng như bánh răng côn xoắn, bánh răng trụ răng nghiêng trên xe ô tô, chúng có đặc điểm là điều kiện làm việc khắc nghiệt do phải chịu tải trọng cao, chịu nhiệt độ khá cao (125 – 2500C). Do vậy dầu truyền động cần phải có độ nhớt cao, có khả năng chịu nhiệt độ cao, có tính bám dính tốt và có khả năng giảm mài mòn của các hệ truyền động mà vẫn giảm được tiêu hao công suất do ma sát gây ra. Nguyên liệu sản xuất dầu truyền động có thể là dầu trưng cất, nhưng chủ yếu là dầu cặn và dầu hỗn hợp. Trong đó người ta pha chế các dung môi đặc biệt để đảm bảo tính năng hoá lý của dầu nhằm đảm bảo khả năng chống ô xi hoá, chống nổi bọt, chống kết dính, chổng gỉ và ăn mòn. Đồng thời còn làm tăng chỉ số độ nhớt, giảm nhiệt độ đông đặc. b. Phân loại: Dầu truyền động có nhiều loại, với nhiều hãng sản xuất khác nhau nên cũng có nhiều cách phân loại - Phân loại theo tiêu chuẩn của Nga (ΓOCT). + Nhóm A: Dầu truyền động không có phụ gia hoặc có phụ gia mài mòn. + Nhóm Б: Dầu truyền động có phụ gia chống mài mòn. - Nhóm B: Dầu truyền động có phụ gia chống mài mòn, chống xước hoạt tính cao. - Phân loại theo tiêu chuẩn của SAE và API (phân theo cấp độ nhớt). Dầu truyền động chia thành 6 nhóm gồm: SAE 75W, SAE 80W, SAE 85W, SAE 90W, SAE 140W, SAE 250W. Trong đó: + Các chữ số chỉ độ nhớt theo phương pháp Saybolt ở 900C. + Chữ W chỉ dầu truyền động cho mùa đông. Loại không có chữ W thì chỉ dùng cho mùa hè. Để thuận lợi cho sử dụng người ta còn sản xuất các loại dầu dùng cho cả hai mùa như các loại: SAE 80W – 140, SAE 80W – 90. ý nghĩa sử dụng giống như dầu bôi trơn động cơ. - Phân loại theo tiêu chuẩn API (phân loại theo chức năng). 64 Có 6 nhóm GL – 1, GL – 2, GL – 3, GL – 4, GL – 5, GL – 6. Các nhóm dầu này dùng cho các loại truyền động khác nhau như là truyền động bánh răng côn, bánh răng xoắn, bánh răng hy-po-it. c. Kí hiệu: - Theo (ΓOCT) của Nga có các loại sau: TAp – 15 hoặc TAp – 15B. - Theo SAE có các loại: SAE80W, SAE90W, SAE80 – 140 và SAE80W -90, SAE80W – 140. Nếu có chữ EP hoặc HD là loại có phụ gia chống mài mòn. 1.1.6. Dầu thuỷ lực. a. Chức năng và tính chất: Dầu thuỷ lực hay còn gọi là chất lỏng thuỷ lực được sử dụng trong các hệ thống thuỷ lực trên ô tô như hệ thống phanh, hệ thống lái, hệ thống nâng thùng xe... - Để hệ thống thuỷ lực làm việc thì cần có loại dầu thuỷ lực đó chính là môi trường truyền năng lượng. Mặc dù trong hệ thống thuỷ lực các chất lỏng thuỷ lực cũng có tác dụng nhất định trong việc bôi trơn, nhưng chức năng chính của chúng là truyền lực, vì vậy chúng không thuộc nhóm dầu bôi trơn. - Ngoài những tính chất cơ bản của một loại dầu nói chung như độ nhớt cần phù hợp và tính nhớt – nhiệt tốt ( chỉ số độ nhớt cao), tính chống ô xi hoá, tính chống mài mòn, tính chống ăn mòn. Các tính chất đặc trưng riêng của chất lỏng thuỷ lực là: + Độ nén nhỏ: Tức là chất lỏng phải có khả năng chịu nén cao. Tỷ trọng của dầu có liên quan tới độ nhớt và độ nén, nó ảnh hưởng đến công suất truyền thuỷ lực. + Khả năng thích hợp cao đối với vật liệu làm kín: Không làm mủn, làm trương nở các chi tiết bằng cao su. + Khả năng tách khí và chống tạo bọt : Đặc tính này có liên quan tới chức năng làm tăng độ nhám của dầu. + Khả năng đảm bảo độ sạch cao: Loại bỏ các chất bẩn kể cả các sản phẩm của quá trình mài mòn. b. Phân loại dầu thuỷ lực: Chất lỏng thuỷ lực có nhiều loại. Chúng có nguồn gốc và thành phần khác nhau. Sau đây là một số chất lỏng thuỷ lực chủ yếu: - Chất lỏng thuỷ lực gốc dầu khoáng: Đây là nhóm sản phẩm quan trọng nhất và được sử dụng rộng rfi. Chúng được sản xuất từ các phân đoạn dầu gốc được tinh chế sâu, không pha phụ gia hoặc có phụ gia trong độ nhớt, chống mài mòn, chống ăn mòn, chống ô xi hoá Loại chất lỏng thuỷ lực này thích hợp với hầu hết các loại vật liệu, có khoảng nhiệt độ làm việc rộng và giá thành tương đối nhỏ, có khả năng tự bôi trơn tốt. Nhược điểm của chúng là khả năng chống cháy kém. - Chất lỏng thuỷ lực tổng hợp: Là loại chất lỏng có nguồn gốc là các sản phẩm tổng hợp hữu cơ như cácPolyglycol, các silycon Các chất này vừa có tính truyền lực tốt, vừa chịu được nhiệt độ cao. Chúng thích hợp làm chất lỏng truyền lực cho các thiết bị làm việc ở nơi có nhiệt độ cao như các hầm, lò. Các xưởng luyện thép, đúc gang 65 - Chất lỏng thuỷ lực dạng nhũ tương: Gồm nhũ tương dầu trong nước và nhũ tương nước trong dầu. Các chất này được xếp vào nhóm HFAE và HFB theo bảng phân loại dầu thuỷ lực. Các loại chất lỏng này dễ bị các vi khuẩn làm giảm chất lượng và hư hỏng. c. Kí hiệu: - Theo kí hiệu của Nga. - Nhóm dầu phanh gốc glycol: Được kí hiệu bằng (ΓTҖ). - Nhóm dầu phanh gốc thực vật: Được kí hiệu (ЭCK) và (БCK). - Theo kí hiệu của Mỹ (D.O.T) Có các loại: DOT 3, DOT 4, DOT 5. 1.2. Mỡ bôi trơn. 1.2.1. Đặc điểm: Mỡ bôi trơn là sản phẩm được pha chế từ dầu nhờn với các chất phụ gia (thuộc nhóm đất sét) để tạo thành sản phẩm là mỡ nhờn (quá trình xà phòng hóa). Mỡ bôi trơn có tác dụng: - Bôi trơn dùng cho các vị trí không thể dùng dầu nhờn được (do phức tạp về kết cấu), không tổ chức dầu bôi trơn từ bơm dầu đến được. - Làm kín. - Chống gỉ. 1.2.2. Tính chất. -Tính ổn định: là khả năng giữ được tính được tính chất lý hóa chủ yếu của mỡ nhờn trong điều kiện nhiệt độ và áp suất lớn. - Tính chống ôxi hóa: là khă năng chống lại hiện tượng ôxi hóa của mỡ nhờn trong điều kiện bảo quản và sử dụng. - Tính thuần khiết: là khả năng không bị lẫn các tập chất như nước, tro, các tạp chất cơ học trong quá trình bảo quản và sử dụng. -Tính ăn mòn: là khả năng của dầu với các loại vật liệu khác nhau khi bôi trơn dầu không ăn mòn và phá hủy các bề mặt của chúng. 1.2.3. Phân loại. a. Dựa theo tính chất làm đặc: Có 4 nhóm - Mỡ bôi trơn gốc xà phòng: Nhóm mỡ này có tính chất làm đặc là các loại xà phòng như xà phòng của kim loại kiềm, xà phòng của lim loại kiềm thổ - Mỡ bôi trơn gốc sáp (Hiđrôcacbon): Nhóm mỡ bôi trơn này có chất làm đặc là các hiđrô cacbon rắn có nhiệt độ nóng chảy cao như Parafin, Seredin - Mỡ bôi trơn gốc vô cơ: Nhóm mỡ này có chất làm đặc là các chất vô cơ như: Silicagen, đất sét - Mỡ bôi trơn gốc hữu cơ: Nhóm mỡ này có chất làm đặc là các chất hữu cơ rắn chịu được nhiệt độ và nước, thông thường là các loại mỡ có gốc Polime. b. Phân loại theo công dụng: Có 2 nhóm 66 - Mỡ bôi trơn thông dụng: Là các loại mỡ dùng hầu hết ở các bộ phận của ô tô, xe máy với phạm vi nhiệt độ sử dụng từ 50 – 2000C và được phân biệt theo độ nóng chảy thành 3 nhóm: + Mỡ bôi trơn nóng chảy thấp: Có nhiệt độ làm việc từ 40 – 700C. Được sử dụng ở các vị trí làm việc có nhiệt độ thấp hoặc làm mỡ bảo quản. + Mỡ bôi trơn nóng chảy trung bình: Có nhiệt độ làm việc từ 60 – 1000C. Loại này được dùng hầu hết ở các loại ô tô, xe máy. + Mỡ bôi trơn có nhiệt độ nóng chảy cao: Nhóm này có nhiệt độ làm việc từ 120 –1800C. Thường dùng cho các vị trí có nhiệt độ cao trên các loại tàu hoả, máy kéo. - Mỡ bôi trơn chuyên dụng: Là các loại mỡ chỉ dùng cho một bộ phận máy móc nào đó theo đúng quy định của nhà thiết kế, chế tạo mà không được thay thế tuỳ tiện. Thuộc nhóm mỡ này có các loại: Mỡ đồng hồ, mỡ hàng hải, mỡ đường sắt, mỡ động cơ máy bay c. Phân loại mỡ bôi trơn theo NLGL (Viện mỡ bôi trơn quốc gia Mỹ) - Ngày nay các hãng và các nước đều phân loại độ cứng của mỡ nhờn dựa trên độ xuyên kim(theo tiêu chuẩn ASTM của Mỹ) Bảng 3-1. Phân loại mỡ bôi trơn theo NLGL NLGI Độ xuyên kim Mô tả 000 445-4475 Gần như lỏng 00 430-440 Đặc biệt mềm 0 355-385 Rất mềm 1 310-340 Mềm 2 265-295 Hơi mềm 3 220-250 Trung bình 4 175-205 Cứng 5 130-160 Rất cứng 6 085-115 Đặc biệt cứng 1.2.4. Kí hiệu. a. Theo tiêu chuẩn của Nga (ΓOCT). - Mỡ bôi trơn nóng chảy thấp có các loại: AФ70 (mỡ bảo quản). Mỡ ЦИАТИМ – 201, ЦИΑТИΜ – 203. - Mỡ bôi trơn nóng chảy trung bình có các loại: YC -1, YC – 2, YCC – A. ở nước ta thường dùng YC – 2 cho các vú mỡ phần gầm xe ô tô. - Mỡ bôi trơn nóng chảy cao, có các loại YT – 2 (còn gọi là mỡ 1 – 13), HK – 50. 67 b. Theo tiêu chuẩn của các hãng sản xuất. - Công ty BP có các loại : BP Grease C2, BP Specis FM, BP Grease L - Công ty Castron có các loại: Castron LM, Castron AP – 3, Castron EPL – 2, Castron MS – 3 - Công ty Vidamo, có các loại Vidamo MU – 2, Vidamo EP – 2, Cana 1- 13 2. DUNG DỊCH LÀM MÁT. 2.1. Khái niệm: Trong quá trình động cơ làm việc nhiều chi tiết thường xuyên tiếp xúc với khí cháy, nên có nhiệt độ cao nếu không được tản nhiệt sự tích tụ nhiệt độ làm cho cơ tính của chi tiết thay đổi, chi tiết sẽ nhanh chóng bị hủy và phá hỏng. Vì vậy trên các động cơ dều phải bố trí hệ thống làm mát 2.2. Thành phần chất làm nguội a. Nước làm mát động cơ: Trên các động cơ đốt trong hiện nay người ta đều dùng nước làm dung môi để truyền nhiệt ra môi trường bên ngoài kết hợp với làm mát bằng không khí. Nước được sử dụng trong hệ thống làm mát phải là nước sạch và là nước mềm, vì nước đáp ứng được những yêu cầu cơ bản của hệ thống làm mát đó là nước rẻ tiền dễ kiếm, có khả năng hấp thụ nhiệt nhanh và truyền nhiệt cũng nhanh. Nước ít ăn mòn ôxi hóa các loại kim loại, nhiệt độ động đặc thấp, nhiệt độ sôi thì cao..vv. Tuy nhiên với các nước có khí hậu hàn đới nhiệt độ môi trường về mùa đông rất thấp thì nếu dùng nước (có nhiệt độ đông đặc là 00C sẽ không tuần hoàn làm mát động cơ được, đồng thời khi đông đặc thể tích của nước sẽ tăng lên thêm 9% điều này sẽ gây nguy hiểm vì nó làm nứt vỡ nắp xilanh két làm mát nước. Vì vậy người ta pha vào nước chất chống đông). b. Chất chống đông. - Công dụng: + Hạ thấp nhiệt độ đông đặc của nước làm mát động cơ. + Tăng điểm sôi của nước làm mát, giảm tổn thất do bốc hơi khi nước làm mát có nhiệt độ cao. Chống lắng cặn và chất ăn mòn kim loại trong hệ thống làm mát. + Chống sự tạo bọt và ngăn cản sự tạo bọt khí trong nước làm mát: Bọt khí là các bong bóng khí nên không thể dẫn nhiệt bằng chất lỏng, nếu nước làm mát có quá nhiều bọt thì hiệu quả của hệ thống làm mát sẽ giảm. - Các loại chất chống đông: Có hai loại chất chống đông: - Ethylenglycôn là: loại có silicát cao và loại có silicát thấp. Hầu hết các loại độngcơ ô tô đều sử dụng loại chất chống đông silicát cao vì động cơ có thân máy, nắp máy bằng hợp kim nhôm. Với động cơ thân máy, nắp máy bằng gang người ta dùng loại silicát thấp. c. Sử dụng chất làm nguội động cơ. 68 - Hỗn hợp làm nguội động cơ: Người ta thường sử dụng hỗn hợp dung môi làm mát gồm 1/2 là H2O, 1/2 là Ethylenglycôn được dùng trên hầu hết các xe, hỗn hợp này sẽ có 3 đặc điểm cơ bản là - Điểm đông đặc của dung dịch là -370C. - Điểm sôi của dung dịch là 1280C. - Giúp bảo vệ các bộ phận kim loại của hệ thống làm mát khỏi sự ăn mòn và đóng cặn 3. NHIÊN LIỆU. 3.1. Xăng ô tô. 3.1.1. Thanh phần. - Xăng là một chất lỏng trong, không màu, dễ bốc hơi, dễ cháy, có mùi, không hoà tan vào nước. Xăng có trọng lượng riêng từ 0,7 ÷ 0,775g/cm³. Trong xăng chứa khoảng 86% cacbon, gần 14% hiđrô , ngoài ra còn một số tạp chất khác không đáng kể như oxi, nitơ, lưu huỳnh. - Xăng là sản phẩm của quá trinh tinh chế dầu mỏ. Hiện nay người ta hay sử dụng các phương pháp như crăcking nhiệt, crăcking xúc tác, tái sinh.... Bản chất cơ bản của các quá trình này là đưa dầu thô vào các thiết bị chưng cất ở các khoảng nhiệt độ khác nhau các hơi nhẹ như xăng sẽ chuyển qua phần ngưng tụ ở nhiệt độ thấp để chuyển thành trạng thái lỏng 3.1.2. Tính chất. - Xăng là nhiên liệu lỏng dễ bốc hơi, cháy có mùi dễ nhận biết, không hòa tan trong nước. - Xăng dùng cho động cơ phải đảm bảo các yêu cầu sau: + Tính bốc hơi tốt để máy dễ khởi động. + Tính chống kích nổ: Sự kích nổ là hiện tượng cháy không bình thường của xăng gây nên tiếng gõ kim loại trong động cơ làm cho động cơ nóng, các chi tiết máy nhanh mòn. Để chống kích nổ người ta pha vào xăng một lượng Teetraêtyn chì rất nhỏ ( gọi là xăng pha chì). + Sự ổn định cao về hóa học không tạo ra lớp nhựa trong thùng chứa, hoặc tạo nên lớp muội than trong buồng cháy của động cơ. + Không có tạp chất ăn mòn hoặc cặn bẩn. + Không làm han gỉ chi tiết của động cơ. 3.1.3. Phân tích thêm (Giải thích thêm). - Tính bay hơi: Là quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể hơi. Nó ảnh hưởng tới cả hai quá trình khởi động và vận hành của động cơ. Xăng bay hơi nhanh sẽ dễ khởi động khi trời lạnh, phân phối nhiên liệu cho các xi lanh tốt hơn, tăng tốc độ cháy. Song nếu tính bay hơi cao quá sẽ gây nên sự nghẹt hơi (gây các nút khí trong hệ thông nhiên liệu) làm cản trở dòng chảy của nhiên liệu trong đường ống. - Khả năng chống kích nổ: Được xác định bằng chỉ số ốc tan, chỉ sô ốctan của xăng được xác định bằng cách kiểm tra trong phòng thí nghiệm, chỉ số ốctan càng 69 cao thì khả năng chống kích nổ càng tốt. Đây là chỉ số quan trọng thường được ghi ở các cột bán xăng, nếu động cơ càng có tỷ số nén cao thì phải chọn xăng có chỉ số ốctan cao và ngược lại. - Có khả năng chống lại sự ăn mòn các bộ phận kim loại trong hệ thống nhiên liệu. - Có khả năng ức chế quá trình ôxi hóa, ngăn chặn sự hình thành các cặn bẩn trong hệ thống nhiên liệu. - Tính cháy: Là chỉ tiêu quan trọng, có các chỉ tiêu sau: + Nhiệt độ chớp lửa: Là nhiệt độ thấp nhất được hiểu chỉnh về áp suất không khí mà ở đó sử dụng ngọn lửa thử làm cho hơi của xăng bắt cháy. + Nhiệt độ tự cháy: Là nhiệt độ tại đó hơi xăng tự bốc cháy được. + Nhiệt lượng: Là lượng nhiệt phát sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn một đơn vị khối lượng xăng mẫu trong điều kiện thí nghiệm. - Tính hòa tan: Là khả năng hòa tan của xăng với các dung môi hữu cơ và một số chất vô cơ. 3.1.3. Kí hiệu xăng. - Theo TCVN 5690 - 92 quy định về xăng ôtô như sau: + Xăng thường: Có ỐC - TAN RON = 83 – 86 + Xăng cao cấp: Có ỐC – TAN RON = 92 – 96. + Xăng đặc biệt: có ỐC - TAN RON = 98. - Theo kí hiệu của Nga: Xăng được kí hiệu bằng chữ A. Gồm các loại A – 66, A -72, A – 76. Chữ A là kí hiệu xăng cho động cơ ô tô. Các con số 66, 72,76, 93 biểu thị chỉ số oocstan nhỏ nhất. - Xăng sinh học : Xăng sinh học được ký hiệu là “EX” (trong đó, X là % ethanol nhiên liệu biến tính trong công thức pha trộn xăng sinh học). Hiện nay thị trường đã có xăng sinh học E5. - Các nước tư bản(Anh, Mỹ) Dùng chữ MOGAS chỉ loại xăng dùng cho ôtô - Xăng Mogas : Mogas là chữ viết tắt của cụm từ Motor Gasoline - xăng thương mại dùng cho động cơ. Còn những chỉ số 90, 92, 95 chính là trị số ốc-tan Ron của xăng. Những chỉ số này biểu thị khả năng chống kích nổ của xăng. Xăng Mogas 95 có khả năng chống kích nổ tốt nhất 3.2. Nhiên liệu dieeseL. 3.2.1. Thành phần: Nhiên liệu diesel là chất lỏng trong suốt có màu nâu hung, trong lượng riêng 0,78 – 0,86g/cm3. Nó có tính bay hơi tốt, có độ nhớt thích hợp. 3.2.2. Những tính chất cơ bản của nhiên liệu diesel. - Tính bay hơi: Là quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể hơi. Tính chất nàt cũng rất quan trọng và có ảnh hưởng lớn đến quá trình tạo hỗn hợp trong buồng đốt của động cơ. 70 - Tính tự bốc cháy: Là chỉ tiêu quan trọng, có các chỉ tiêu sau: + Nhiệt độ chấp lửa: Là nhiệt độ thấp nhất được hiểu chỉnh về áp suất không khí mà ở đó sử dụng ngọn lửa thử làm cho hơi của nhiên liệu điesel bắt cháy. + Nhiệt độ tự cháy: Là nhiệt độ tại đó hơi nhiên liệu điesel tự bốc cháy được. + Nhiệt lượng: là lượng nhiệt phát sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn một đơn vị khối lượng nhiên liệu điesel mẫu trong điều kiện thí nghiệm. - Tính hòa tan: Là khả năng hoà tan các dung môi hữu cơ của nhiên liệu. - Tính chống ăn mòn: Là khả năng chống lại sự ăn mòn các bộ phận kim loại trong hệ thống nhiên liệu. - Tính chất chậm cháy: Được đo bằng thời gian cháy chễ tức là từ lúc bắt đầu phun nhiên liệu cho đến lúc nhiên liệu bắt đầu cháy. Nó được biểu hiện bằng trị số xêtan, nếu nhiên liệu điesel có trị số xêtan càng cao thì khả năng tự cháy càng tốt. Trị số xêtan ảnh hưởng đến sự khởi động lạnh, quá trình cháy và quá trình xả. 3.2.3. Kí hiệu. - Theo tiêu chuẩn Việt nam 5689-1998 phân theo hàm lượng lưu huỳnh có hai loại: + Điesel 0,5 S là các loại nhiên liệu điesel có lượng lưu huỳnh dưới 0,5%. + Điesel 1% S là các loại nhiên liệu điesel có lượng lưu huỳnh lớn hơn 0,5 và nhỏ hơn 1%. - Theo tiêu chuẩn Nga và khối SNG phân loại theo mùa (Theo ΓOCT 4749 – 73). + Mùa hè: Kí hiệu (Л). + Mùa đông: Kí hiệu (ДЛ). + Vùng bắc cực: Kí hiệu (ДC). + Loại đặc biệt. - Hoa kỳ và các nước tây âu ký hiệu: + 060110: là loại điesel thông dụng + 060101: là loại điêsel chứa 1% lượng S + 060200: là loại đieesel cao cấp + 060201: là loại điesel có chứa 0,5%S. - Trung Quốc: có các loại kí hiệu nhiên liệu điesel từ số 0 đến số 10 theo chiều tăng dần của trị số xêtan. - Nhật (Theo tiêu chuẩn 2204 – 1965) có hai loại: Số 1 và 2. CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 6 Câu 1: Trình bày thành phần, tính chất, ký hiệu và cách bảo quản của nhiên liệu xăng. 71 Câu 2: Trình bày cách phân loại, ký hiệu của dầu bôi trơn theo tiêu chuẩn của Nga và viện dầu mỏ Hoa kì API. Câu 3: Trình bày đặc điểm, tính chất, phân loại và ký hiệu của mỡ bôi trơn. Câu 4: Dầu Diezel có thành phần, tính chất và ký hiệu như thế nào ? Câu 5: Để bảo vệ bề mặt của các chi tiết máy khỏi bị ô xy hóa người ta thường sử dụng dầu bôi trơn hày mỡ bôi trơn ? Cho biết đặc điểm và tính chất của loại đó. TÀI LIỆU THAM KHẢO - Trần Mão, Phạm Đình Sùng - Vật liệu cơ khí - NXBGD 1998. - Hoàng Trọng Bá - Vật liệu phi kim loại - NXBGD 2007. - Nguyễn Hoa Thịnh, Nguyễn Đình Đức - Vật liệu Composite - NXBKH&KT- 2002.